Вирусы: Скорее друзья, чем враги

В пользу этих результатов свидетельствует еще одно событие. Стресс, пережитый беременными женщинами во время снежного бурана в Квебеке (Канада) в 1998 г., имел такие же последствия для здоровья их детей, как и последствия «голодной голландской зимы». Из-за погодных условий около 3 млн жителей Квебека 45 дней жили без света, что и вызвало у них стресс. Детей, зачатых в это время, по достижении ими подросткового возраста обследовали и установили, что у них более высокий риск развития астмы, ожирения и диабета.

В настоящее время внимание привлекают заголовки: не только питание «толстых мамочек» во время беременности оказывает влияние на жизнь их дочерей и внучек в зависимости от того, что они едят во время беременности, но также «питание отца формирует хроматин ребенка», и последствия этого оказывают влияние на его потомков всю жизнь. Отцы могут отличаться от матери по молекулярному механизму: крайности в питании изменяют упаковку генов в сперматозоидах, формирующих хроматин плода и ребенка, влияя на метаболизм будущего потомства на протяжении всей жизни. В настоящее время в качестве животной модели используют мух, чтобы проанализировать, что происходит со спермой, если самец испытывает крайности в питании, то есть переедает или недоедает, и чтобы проверить, как высококалорийная диета может повлиять на массу тела будущих поколений. Исследования на мухах поддерживают исследования отцовства у человека.

Один из генов, влияющих на развитие ожирения у человека, – инсулиноподобный фактор роста (ИФР-2), который играет роль в росте и развитии. Показано, что, если ген этого белка недостаточно метилирован, это приводит к избыточной экспрессии ИФР-2. Избыточная экспрессия вызывает развитие позднего ожирения. Ученые обсуждают возможность максимально эффективного сохранения организмом калорий при голодании. Однако при наличии достаточного объема пищи этот механизм сохранения калорий сохраняется, и в результате развиваются такие нарушения метаболизма, как избыточный вес. Такое явление уже рассматривалось в связи с неандертальцами, нашими предками, которые жили примерно 100 000 лет назад и которым приходилось подолгу голодать, а гены ожирения у них выполняли защитную функцию.

У млекопитающих примерно 1% генов удается избежать эпигенетического перепрограммирования (метиловые группы сохраняются, используя процесс, называемый «импринтинг»). Эти эпигенетические изменения могут передаваться следующему поколению. Женщины с избыточным весом могут передавать предрасположенность своим внучкам, а дедушки – внукам, то есть двум новым поколениям. Мы не знаем, как часто это случается. Британский ученый Маркус Пембри выяснил, что факт голодания дедушками, когда они находились в подростковом возрасте, повлиял на показатель смертности у внуков, а голод, пережитый бабушками в подростковом возрасте, отражается на том же показателе у внучек. Эпигенетические изменения, даже если они происходят до беременности или времени зачатия, могут привести к наследуемой эпигенетике. Если отец курит, это может повлиять на следующее поколение. Действие алкоголя на эмбрион – о чем сегодня предупреждают всех беременных женщин – может вызвать эпигенетические изменения.

Голландские исследователи продолжают анализ микробиомов и питания. Они начали новое крупномасштабное исследование, предусматривающее мониторинг 140 испытуемых в течение 10 лет с итогом 40 млн наблюдений, протоколов приема пищи, показателей состояния здоровья, описаний стула и т.д. Объем полученных данных превысил возможности наших компьютеров, поэтому мы обратились за помощью к астрофизикам. На основе результатов наблюдения за добровольцами, которые ежедневно пили пахту (напиток наподобие кефира), была установлена корреляция со специфическим микробиомом – и в этом нет ничего удивительного, за исключением того, что только голландцы и пьют эту пахту и даже знают, что это такое!

С недавнего времени пища и ее влияние на эпигенетические модификации наших генов привлекают серьезное внимание ученых и являются предметом исследований. Один из полученных результатов показался мне очень важным: влияние питания на эпигенетические изменения и способность к перемещению транспозируемых элементов. Эпигенетические изменения в ДНК нацелены на транспозируемые элементы и регулируют частоту их «прыжков». Таким образом, существует прямая связь между обеденным столом и стабильностью нашего генома, вплоть до «прыгающих» генов. Эти изменения могут в дальнейшем привести к генетическим изменениям, которые останутся стабильными несколько поколений. Нам предстоит еще многое узнать из того, что нужно делать, можем ли мы влиять на наши гены и, может быть, даже приручить их. Как это работает? Мы изучаем только негативные или болезнетворные эффекты. На другие же, менее заметные мы не обращаем внимания, но они существуют.