Читаем The Epigenetics Revolution полностью

Indeed, at the time of Emma Whitelaw’s work, scientists already knew that diet could influence coat colour in agouti mice. When pregnant agouti mice are fed a diet rich in the chemicals that can supply methyl groups to the cells (methyl donors), the ratios of the differently coloured pups changes[44]. This is presumably because the cells are able to use more methyl groups, and deposit more methylation on their DNA, hence shutting down the abnormal expression of agouti. This meant that the Whitelaw group had to be really careful to control for the effect of intra-uterine nutrition in their experiments.

In one of those experiments that simply aren’t possible in humans, they transferred fertilised eggs obtained from yellow mothers and implanted them into dark females, and vice versa. In every case, the distribution of coat patterns in the offspring was the same as was to be expected from the egg donor, i.e. the biological mother, rather than the surrogate. This showed unequivocally that it wasn’t the intra-uterine environment that controlled the coat patterning. By using complex breeding schemes, they also demonstrated that the inheritance of the coat pattern was not due to the cytoplasm in the egg. Taken together, the most straightforward interpretation of these data is that epigenetic inheritance has taken place. In other words, an epigenetic modification (probably DNA methylation) was transferred along with the genetic code.

This transfer of the phenotype from one generation to the next wasn’t perfect – not all the offspring looked exactly the same as their mother. This implies that the DNA methylation that controls the expression of the agouti phenotype wasn’t entirely stable down the generations. This is quite analogous to the effects we see in suspected cases of human transgenerational inheritance, such as the Dutch Hunger Winter. If we look at a large enough number of people in our study group we can detect differences in birth weight between various groups, but we can’t make absolute predictions about a single individual.

There is also an unusual gender-specific phenomenon in the agouti strain. Although coat pattern showed a clear transgenerational effect when it was passed on from mother to pup, no such effect was seen when a male mouse passed on the Avy retrotransposon to his offspring. It didn’t matter if a male mouse was yellow, lightly mottled or dark. When he fathered a litter, there were likely to be all the different patterns of colour in his offspring.

But there are other examples of epigenetic inheritance transmitted from both males and females. The kinked tail phenotype in mice, which is caused by variable methylation of a retrotransposon in the AxinFu (Axin fused) gene, can be transmitted by either the mother or the father[45]. This makes it unlikely that transgenerational inheritance of this characteristic is due to intra-uterine or cytoplasmic influences, because fathers don’t really contribute much to these. It’s far more likely that there is the transmission of an epigenetic modification at the AxinFu gene from either parent to offspring.

These model systems have been really useful in demonstrating that transgenerational inheritance of a non-genetic phenotype does actually occur, and that this takes place via epigenetic modifications. This is truly revolutionary. It confirms that for some very specific situations Lamarckian inheritance is taking place, and we have a handle on the molecular mechanism behind it. But the agouti and kinked tail phenotypes in mice both rely on the presence of specific retrotransposons in the genome. Are these special cases, or is there a more general effect in play? Once again, we return to something that has a bit more immediate relevance for us all. Food.

The epigenetics of obesity

As we all know, an obesity epidemic is developing. It’s spreading worldwide, although it’s advancing at a particularly fast rate in the more industrialised societies. The frankly terrifying graph in Figure 6.3 displays the UK figures for 2007[46], showing that about two out of every three adults is overweight (body mass index of 25 or over) or obese (body mass index of 30 or over). The situation is even worse in the USA. Obesity is associated with a wide range of health problems including cardiovascular disease and type 2 diabetes. Obese individuals over the age of 40 will die, on average, 6 to 7 years earlier than non-obese people[47].

Figure 6.3 The percentage of the UK population that was overweight or obese in 2007.


Перейти на страницу:

Похожие книги

Происхождение мозга
Происхождение мозга

Описаны принципы строения и физиологии мозга животных. На основе морфофункционального анализа реконструированы основные этапы эволюции нервной системы. Сформулированы причины, механизмы и условия появления нервных клеток, простых нервных сетей и нервных систем беспозвоночных. Представлена эволюционная теория переходных сред как основа для разработки нейробиологических моделей происхождения хордовых, первичноводных позвоночных, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих. Изложены причины возникновения нервных систем различных архетипов и их роль в определении стратегий поведения животных. Приведены примеры использования нейробиологических законов для реконструкции путей эволюции позвоночных и беспозвоночных животных, а также основные принципы адаптивной эволюции нервной системы и поведения.Монография предназначена для зоологов, психологов, студентов биологических специальностей и всех, кто интересуется проблемами эволюции нервной системы и поведения животных.

Сергей Вячеславович Савельев , Сергей Савельев

Биология, биофизика, биохимия / Зоология / Биология / Образование и наука
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни
Энергия, секс, самоубийство. Митохондрии и смысл жизни

Испокон веков люди обращали взоры к звездам и размышляли, почему мы здесь и одни ли мы во Вселенной. Нам свойственно задумываться о том, почему существуют растения и животные, откуда мы пришли, кто были наши предки и что ждет нас впереди. Пусть ответ на главный вопрос жизни, Вселенной и вообще всего не 42, как утверждал когда-то Дуглас Адамс, но он не менее краток и загадочен — митохондрии.Они показывают нам, как возникла жизнь на нашей планете. Они объясняют, почему бактерии так долго царили на ней и почему эволюция, скорее всего, не поднялась выше уровня бактериальной слизи нигде во Вселенной. Они позволяют понять, как возникли первые сложные клетки и как земная жизнь взошла по лестнице восходящей сложности к вершинам славы. Они показывают нам, почему возникли теплокровные существа, стряхнувшие оковы окружающей среды; почему существуют мужчины и женщины, почему мы влюбляемся и заводим детей. Они говорят нам, почему наши дни в этом мире сочтены, почему мы стареем и умираем. Они могут подсказать нам лучший способ провести закатные годы жизни, избежав старости как обузы и проклятия. Может быть, митохондрии и не объясняют смысл жизни, но, по крайней мере, показывают, что она собой представляет. А разве можно понять смысл жизни, не зная, как она устроена?16+

Ник Лэйн

Биология, биофизика, биохимия / Биология / Образование и наука
Взаимопомощь как фактор эволюции
Взаимопомощь как фактор эволюции

Труд известного теоретика и организатора анархизма Петра Алексеевича Кропоткина. После 1917 года печатался лишь фрагментарно в нескольких сборниках, в частности, в книге "Анархия".В области биологии идеи Кропоткина о взаимопомощи как факторе эволюции, об отсутствии внутривидовой борьбы представляли собой развитие одного из важных направлений дарвинизма. Свое учение о взаимной помощи и поддержке, об отсутствии внутривидовой борьбы Кропоткин перенес и на общественную жизнь. Наряду с этим он признавал, что как биологическая, так и социальная жизнь проникнута началом борьбы. Но социальная борьба плодотворна и прогрессивна только тогда, когда она помогает возникновению новых форм, основанных на принципах справедливости и солидарности. Сформулированный ученым закон взаимной помощи лег в основу его этического учения, которое он развил в своем незавершенном труде "Этика".

Петр Алексеевич Кропоткин

Культурология / Биология, биофизика, биохимия / Политика / Биология / Образование и наука
Основы психофизиологии
Основы психофизиологии

В учебнике «Основы психофизиологии» раскрыты все темы, составляющие в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования содержание курса по психофизиологии, и дополнительно те вопросы, которые представляют собой «точки роста» и привлекают значительное внимание исследователей. В учебнике описаны основные методологические подходы и методы, разработанные как в отечественной, так и в зарубежной психофизиологии, последние достижения этой науки.Настоящий учебник, который отражает современное состояние психофизиологии во всей её полноте, предназначен студентам, аспирантам, научным сотрудникам, а также всем тем, кто интересуется методологией науки, психологией, психофизиологией, нейронауками, методами и результатами объективного изучения психики.

Игорь Сергеевич Дикий , Людмила Александровна Дикая , Юрий Александров , Юрий Иосифович Александров

Детская образовательная литература / Биология, биофизика, биохимия / Биология / Книги Для Детей / Образование и наука