А что, если они нам не враги? Как болезни спасают людей от вымирания - Шарон Моалем

Так, одно проведенное недавно исследование показало, что при кормлении беременных крыс рационом с низким содержанием белка в течение всего лишь первых четырех дней беременности – еще до попадания эмбриона в матку – их дети оказывались подвержены повышенному кровяному давлению [138]. Эксперименты с овцами продемонстрировали похожее проявление материнского эффекта. У беременных овец, которым давали недостаточно корма в первые дни беременности – опять-таки, еще до попадания эмбриона в матку, – рождалось потомство, у которого быстро происходило образование атеросклеротических бляшек, так как из-за медленного обмена веществ откладывались дополнительные жировые запасы.

Откуда нам известно, что все это действительно было следствием реакции адаптации, а не просто врожденными дефектами, вызванными недоеданием матери? Потому что проблемы со здоровьем – атеросклеротические бляшки и избыточный вес – возникали только тогда, когда ягнятам давали обычный рацион питания. Ягнята, чьи матери недоедали в период беременности, не демонстрировали подобных симптомов, если после рождения их продолжали так же скудно кормить.

Большинство исследуемых в настоящий момент эпигенетических эффектов затрагивает именно матерей, а не отцов. Частично это объясняется тем, что ни плод, ни эмбрион никак не взаимодействуют с внешней средой, окружающей отца, в связи с чем многие ученые решили, будто эпигенетические трансформации возможны только после зачатия и происходят в ответ на информацию, получаемую плодом об условиях среды, в которой живет его мать. Вместе с тем появились новые и достаточно интригующие свидетельства того, что отцы тоже способны передавать информацию своему потомству.

Проведенное британскими учеными исследование показало, что у мужчин, начавших курить до наступления полового созревания, сыновья к девятилетнему возрасту весили больше нормы [139].

Подобная взаимосвязь обнаружена только у мальчиков, в связи с чем ученые сделали предположение, что эти эпигенетические маркеры передаются вместе с Y-хромосомой.

Любопытно: интуиция подсказывает, что дети курящих отцов должны быть ниже ростом, а не толще. Возможно, что этот эффект аналогичен тому, что описывается в гипотезе бережливого фенотипа, когда недоедание матери на ранних этапах беременности приводит к рождению маленьких детей с бережливым обменом веществ, способствующим набору избыточной массы тела. В данном примере может иметь место эпигенетическое изменение в сперматозоидах отца, триггером которого стали токсины во вдыхаемом табачном дыме. Эти токсины могут нести информацию об изменении условий окружающей среды, в результате чего сперматозоиды готовятся к созданию ребенка с бережливым обменом веществ. А когда этот экономный обмен веществ сочетается с типичным для Запада рационом питания, вероятность избыточного веса у ребенка резко возрастает.

Руководитель этого исследования, британский генетик Маркус Пембрей полагает, что это доказывает существование отцовского эффекта в дополнение к уже известному материнскому эффекту. Он называет это «принципиальным доказательством. Сперматозоиды улавливают информацию об условиях окружающей среды родителей, что оказывает влияние на развитие и здоровье последующих поколений».

Пожалуй, эта информация заставляет по-новому взглянуть на религиозное представление о том, что дети расплачиваются за грехи своих родителей.

* * *

Возможно, отец и мать не единственные, кто оказывает эпигенетическое влияние на жизнь ребенка. Бабушки и дедушки могут также дотягиваться до него с верхних ветвей генеалогического древа, оставляя в его геноме свой след. Именно так полагают многие из самых выдающихся исследователей эпигенетики – начиная от авторов исследования толстых желтых мышей в Университете Дьюка и заканчивая учеными из Лондона, обнаружившими закономерность между курящими отцами и толстыми сыновьями. Все они убеждены, что эпигенетические изменения могут передаваться по зародышевой линии на несколько поколений вперед.

В случае с материнской наследственностью у вашего окончательного генотипа на самом деле есть самая что ни на есть прямая возможность заполучить метильную метку от бабушки. Женщина с рождения является обладателем полного набора яйцеклеток, которые будут расходоваться в течение ее жизни. Эти яйцеклетки находятся в яичниках новорожденной девочки. Как бы странно это ни звучало, но яйцеклетка, из которой образовались вы, несущая половину ваших хромосом, была образована в яичниках вашей мамы еще тогда, когда она находилась в утробе вашей бабушки.

Современные исследования уже подтвердили, что когда бабушка передает эпигенетические сигналы матери, тем самым она также передает эти сигналы и ее яйцеклеткам, одна из которых в итоге обеспечит вас половиной вашей ДНК.

Подобно тому, как эпигенетика раскрыла загадку полевок с тонкой шерстью и социально-активной саранчи, теперь эта наука помогает объяснить ряд удивительных закономерностей, собранных учеными за последнее столетие. Команда исследователей из Лос-Анджелеса обнаружила, что у детей, чья бабушка курила во время беременности, вероятность развития астмы больше, чем у тех, чья мама курила во время беременности [140]. До того как ученые начали взламывать эпигенетический код, эти закономерности было попросту невозможно никак объяснить. Теперь же ученые понимают, что курящая бабушка запускала эпигенетический механизм, который воздействовал в том числе и на запас яйцеклеток ее будущей дочери.

Любопытно. Кстати, если вы недоумеваете, почему курение бабушки больше влияло на яйцеклетки плода, чем на сам плод, то вы не одиноки – ученые пока что не смогли этого выяснить.

Суровая зима и жестокое продовольственное эмбарго, наложенное нацистами, привели к сильному голоду в Нидерландах в 1944 и 1945 годах. Во время Голодной зимы [141], как ее прозвали позже, погибло тридцать тысяч человек.

Изучение данных о детях, родившихся после этого ужасного голода, стало одним из найденных Баркером доказательств его гипотезы бережливого фенотипа. У женщин, находившихся в период Голодной зимы не позже шестого месяца беременности, родились маленькие дети, которые были подвержены ожирению, ишемической болезни сердца и различным видам рака.

Несмотря на то, что полученные данные по-прежнему вызывают множество вопросов, исследователи были еще больше удивлены, когда двадцать лет спустя обнаружили, что внуки этих женщин также были рождены с низкой массой тела. Возможно ли, что метильные маркеры, ставшие следствием недоедания в период голода, были переданы через поколение? Окончательного ответа на этот вопрос пока нет, однако последствия метилирования, судя по всему, самые что ни на есть реальные.

Многие ведущие ученые-эпигенетики полагают, что эпигенетические изменения представляют собой нежные попытки эволюции скорректировать существующий геном, хотя однозначного мнения по этому поводу пока еще нет. Ученые из Университета Дьюка, опубликовавшие исследование с мышами, написали следующее: «Полученные нами данные свидетельствуют о том, что питание на ранних стадиях развития эмбриона может оказывать влияние на появление эпигенетических меток… [которые] воздействуют на все ткани, в том числе клетки зародышевой линии. Таким образом, неполное стирание вызванными питанием эпигенетических изменений… является возможным механизмом адаптивной эволюции млекопитающих» [142].