Познакомьтесь с собой. Как гены, микробы и нейроны делают нас теми, кто мы есть

Прежде чем будущие отцы с комфортом сядут за свиную вырезку и поглотят трехэтажную башню шоколадного десерта, следует вспомнить: их пищевые привычки тоже могут сказаться на будущем ребенке – посредством эпигенетического программирования спермы. Исследование 2010 года, проведенное фармакологом Маргарет Моррис из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии, показало, что от самцов крыс, питавшихся едой с высоким содержанием жиров, рождались крысята-самки с инсулинорезистентностью, что совмещалось с повышением массы и увеличением объема жировой ткани. Более детальное изучение женских особей от отцов с нездоровым рационом выявило аномальную экспрессию свыше 600 генов в клетках так называемых островков Лангерганса в поджелудочной железе – тех участков, что отвечают за выработку инсулина.

А что насчет людей? Чтобы выяснить, может ли вес влиять на экспрессию генов в человеческой сперме, биолог Ромэйн Баррес из Копенгагенского университета в Дании изучал закономерности метилирования ДНК в образцах спермы, предоставленных как худыми, так и тучными мужчинами. В эксперименте 2015 года его группа обнаружила, что в сперме тощих и толстых людей более 9000 генов метилируется по-разному. Это очень много, и среди них оказались некоторые, уже связанные с управлением аппетитом, например MC4R. Такие изменения в экспрессии генов могут привести к постоянным переменам в настройках мозга на контроль аппетита, и это потенциально объясняет, почему некоторые люди считают, что поменять их пищевые привычки почти невозможно. В том же исследовании Баррес с коллегами также изучил, как происходит метилирование ДНК в сперме у тучных мужчин до и после того, как им провели операцию по желудочному шунтированию для снижения массы. Через год после такой бариатрической[53] операции в генах, подобных MC4R, были обнаружены изменения в метилировании ДНК, а это заставляет предположить, что и изменения в ДНК спермы можно обратить.

В отличие от экспериментов с грызунами, у людей не изучалось, насколько сильно изменения с метилированием ДНК в сперме тучных мужчин влияли на их детей. Однако все такие исследования предлагают правдоподобный механизм, посредством которого пищевые привычки вашего отца могли повлиять на ваши собственные еще в то время, когда половина вашей ДНК плавала у него «на нижнем этаже». Извините, будущие папы, но, похоже, здоровый образ жизни до зачатия нужно вести не только матерям.

Почему сахар делает нашу жизнь слаще, но короче

То, чем вас кормили в младенчестве и детстве, может оказать долговременное воздействие на пищевые привычки во взрослом возрасте. Чтобы изучать, как определенные виды деятельности влияют на продолжительность жизни, ученые часто используют модельные организмы, например плодовых мушек или круглых червей под названием Caenorhabditis elegans. Поскольку вся жизнь этих мушек и червей длится соответственно 15 или 90 дней, у биологов есть возможность определять, как те или иные условия влияют на развитие организмов от рождения до смерти. Чтобы аналогичным образом изучить эти условия у людей, ученым пришлось бы потратить всю свою жизнь, однако очень трудно получить должность, если первые научные публикации появились бы только в возрасте за 70.

Мы можем использовать недолговечных созданий, чтобы отвечать на вопросы вроде таких: «Что происходит с молодежью, которая ест много нездоровой пищи? Будет ли у них все в порядке?» Новости не особо хорошие. Исследование 2017 года, проведенное биологом Назифом Аличем из Университетского колледжа Лондона, обнаружило: продолжительность жизни молодых мушек, которых три недели кормили едой с высоким содержанием сахара, сократилась на 7 % и, к сожалению, оказалась укороченной даже в том случае, когда после сахарной диеты насекомых возвращали к нормальному питанию. Именно так: мушки, которые в юности ели много сахара, умирали преждевременно, даже если во взрослом возрасте питались правильно!

Когда команда Алича изучала механизм, стоящий за способностью сахара необратимо снизить продолжительность жизни, биологи установили, что сахароза мешает фактору транскрипции, который называется FOXO. Те же самые факторы есть и у людей. Факторы транскрипции регулируют экспрессию многих генов, поэтому вмешательство в один из них разрушает целую сеть генов, подобно костяшкам домино. Сеть генов FOXO вырабатывает много белков, поддерживающих наши клетки в надлежащем рабочем состоянии, поэтому логично, что организму придется дальше жить с затронутой сетью. Слишком много сахара ослабляет активность сети FOXO. Тревожно, что эти изменения, похоже, необратимы даже после того, как питавшиеся сахаром мушки начали есть здоровую пищу (см. ранее).

Такие эксперименты показывают, что избыток сахара ускоряет старение, делая жизнь – буквально – короткой и сладкой. Ну что за облом!