Nie tak dawno temu amerykańscy i brytyjscy naukowcy opublikowali pracę, w której argumentowano, że silny stres i poważne obrażenia nie tylko skracają życie człowieka, ale mogą również wpływać na zdrowie potomków. Wcześniej holenderscy naukowcy informowali, że dzieci poczęte po tym, jak ich matki doświadczyły głodu, mają problemy metaboliczne. RIA Novosti bada, czy traumatyczne przeżycie, którego doświadczyła dana osoba, naprawdę może mieć tak silny wpływ na potomstwo.
Ponad genami
Na początku tego roku pracownicy Uniwersytetu Cambridge i Kalifornii przestudiowali listy jeńców wojennych z wojny secesyjnej. Śledząc losy żołnierzy w czasie pokoju, naukowcy odkryli, że synowie tych, którzy byli torturowani i maltretowani w niewoli, umierali młodo o dziesięć procent częściej niż ich rówieśnicy, których rodzice nigdy nie zostali schwytani.
Tłumaczyło to dziedziczenie czynników epigenetycznych. Zakłada się, że traumatyczne przeżycie pozostawia chemiczny ślad w genach człowieka, który jest przekazywany potomstwu. Struktura DNA się nie zmienia, to znaczy nie występują mutacje, ale wpływa to na ekspresję genów - ich aktywność albo wzrasta, albo odwrotnie, maleje.
„Dziedziczenie cech nabytych podczas życia jest możliwe. Jednak mówienie o przenoszeniu traumatycznych doświadczeń jest błędne. Bardziej słuszne jest stwierdzenie, że pewne cechy środowiska, z którymi organizm spotyka się w życiu, mogą wpływać na funkcjonowanie komórek i jest to już przekazywane kolejnym pokoleniom. Zjawisko to nosi nazwę dziedziczenia epigenetycznego”- wyjaśnia Yulia Medvedeva, szefowa grupy regulacyjnej transkryptomiki i epigenomiki w Federalnym Centrum Badawczym„ Fundamental Foundations of Biotechnology”, RAS, w rozmowie z RIA Novosti.
Mechanizm dziedziczenia
Film promocyjny:
„Istnieje kilka mechanizmów przenoszenia czynników epigenetycznych. Generalnie wiążą się one z jedną szeroko rozpowszechnioną modyfikacją DNA, tzw. Metylacją - przyłączaniem atomów węgla i wodoru do pewnych części DNA, co determinuje aktywność genów w komórkach, a czasem wręcz je „wyłącza”. I tutaj zmiany są możliwe z wielu powodów: ze względu na styl życia, choroby i wiele innych. Jednak dziedziczenie pewnego stanu metylacji i jego związek z pewnym doświadczeniem nagromadzonym w życiu człowieka zbadano stosunkowo niedawno”- mówi Michaił Skobłow, kierownik laboratorium genomiki funkcjonalnej w Medical Genetic Research Center.
Według niego naukowcy wciąż są ostrożni co do dziedziczenia czynników epigenetycznych z pokolenia na pokolenie: trudno jest wskazać, co dokładnie można w ten sposób przekazać.
Za grzechy ojców
Oto przykład dziedziczenia epigenetycznego. Samce szczurów, których matki otrzymywały w okresie ciąży pestycyd winklozolinę, miały problemy z jakością i ilością nasienia. Efekt ten został prześledzony przez cztery pokolenia zwierząt laboratoryjnych, aw piątym już zniknął.
Takie badania na ludziach są znacznie trudniejsze - choćby dlatego, że ludzie żyją znacznie dłużej.
Jednak szwedzcy naukowcy mieli niewiarygodne szczęście. Mieszkańcy małego miasteczka Overkaliks na północy kraju od XVI wieku szczegółowo dokumentują wszystko, co wiedzieli o sobie, swoich krewnych i sąsiadach: pochodzenie, status społeczny, przyczyna śmierci. Dokumentowano również informacje o pogodzie, zbiorach i najważniejszych wydarzeniach w mieście. Rezultatem była ogromna ilość danych o wszystkim, czym żyła stosunkowo odizolowana populacja ludzka przez prawie pięćset lat.
Po przeanalizowaniu wszystkich tych informacji naukowcy wyciągnęli kilka ważnych wniosków. Po pierwsze, okazało się, że przejadanie się w dzieciństwie (jeśli ten czas przypada na lata żniw) może prowadzić do rozwoju cukrzycy i przedwczesnej śmierci z powodu chorób układu krążenia. Po drugie, dzieci i wnuki będą predysponowane do tych chorób.
Naukowcy badający tzw. Głodną Zimę - od września 1944 do maja 1945 roku, kiedy to około 18 000 obywateli Holandii zmarło z powodu niedożywienia - odkryli inny wzór. Dzieci urodzone w tym okresie miały problemy metaboliczne, otyłość, cukrzycę i choroby układu krążenia. Ich DNA nie zmieniło się w porównaniu z rodzeństwem urodzonym wcześniej czy później, ale gen wpływający na wzrost i wagę został ozdobiony specjalnymi strukturami chemicznymi, które blokowały jego aktywność.
„Ściśle mówiąc, niemożliwe jest jednoznaczne określenie dziedziczenia epigenetycznego po rodzicach, ponieważ nie można wykluczyć bezpośredniego wpływu na komórki rozrodcze u ludzi. Prekursory jaj powstają nawet podczas wewnątrzmacicznego rozwoju zarodka. Dlatego jakikolwiek wpływ na matkę może mieć bezpośredni wpływ na nienarodzone dziecko. Z ojcami jest trochę łatwiej: plemniki i prekursory nie żyją długo. Ale sytuacja jest możliwa, gdy jakaś substancja po prostu gromadzi się w ciele ojca i bezpośrednio wpływa na komórki rozrodcze. Dlatego tak naprawdę można oceniać dziedziczenie epigenetyczne tylko wtedy, gdy efekt jest widoczny w drugim pokoleniu, czyli na wnukach. W najciekawszych pracach można pokazać efekt na bardziej odległych pokoleniach. Nie znam takich badań z człowiekiem,ale trwają prace nad dziedziczeniem epigenetycznym u robaków do 14 pokolenia”- mówi Yulia Medvedeva.
Uwaga dla biohakerów
Zdaniem badacza mechanizmy epigenetyczne nie mają żadnych pozytywnych ani negatywnych skutków. Ale są absolutnie niezbędne do funkcjonowania organizmu wielokomórkowego.
Jak wyjaśnił Michaił Skobłow, prac poświęconych epigenetyce jest niewiele, więc trudno mówić o przykładach pozytywnego wpływu czynników epigenetycznych, ale u niektórych zwierząt wykazano, że oprócz stresu czynniki te wpływają na długość życia potomstwa i jego metabolizm.
Myszy Agouti, które zmieniają kolor z powodu czynników epigenetycznych.
„Czy można w jakiś sposób zmienić profil epigenetyczny pod wpływem środowiska tak, aby przynosił korzyści organizmowi? Tak. Istnieje klasyczny przykład myszy agouti. Ich jasnożółty kolor, nadwaga i wrodzone choroby są spowodowane ekspresją jednego genu. Ustalono, że jeśli mysz jest karmiona pokarmem z dawcami grup metylowych, promotor tego genu jest metylowany i tłumiony, co prowadzi do odziedziczonego powrotu do zwykłego fenotypu myszy (szary kolor i normalna waga). W przypadku osoby starali się znaleźć podobne efekty diety, ćwiczeń i innych rzeczy, ale jak dotąd niezbyt przekonująco”- podsumowuje Yulia Medvedeva.
Alfiya Enikeeva