Чому діти і внуки голодували батьків хворіють на діабет
Негативний ефект від стресу, що передається від батьків до дітей, можна пояснити роботою епігенетичних механізмів - однак передачу того ж ефекту онукам епігенетичні гіпотези вже не пояснюють.
Наслідки стресу можуть передаватися через кілька поколінь, про це говорять дані цілого ряду досліджень. Один з найвідоміших прикладів - підвищена схильність до діабету і ожиріння дітей і онуків голландських жінок, які пережили знаменитий голод взимку 1944 року. З іншого боку, експерименти на тваринах показали, що якщо вагітним самкам давати який-небудь токсин або просто лякати самців-батьків, то хімічний або психологічний стрес позначиться не тільки на самих батьків, але і на їх дітях - фізіологічні або поведінкові особливості, що виникли з -за стресу, перейдуть у спадок. Однак ніяких мутацій тут не виникає, генетичний код, укладений в ДНК не змінюється. А це значить, що в справу вступають епігенетичні механізми, які, не змінюючи послідовність нуклеотидів в ДНК, модифікують їх так, що у генів змінюється активність.
Дітям деколи доводиться розплачуватися за погані умови життя своїх батьків. (Фото LWA / Dann Tardif / Blend Images / Corbis).
Але які саме модифікації ДНК відбуваються і як вони передаються з покоління в покоління, біологи до сих пір не цілком ясно собі уявляють. Нових загадок тут підкинула робота Енн Фергюсон-Сміт (Anne Ferguson-Smith) і Мері-Елізабет Патті (Mary-Elizabeth Patti). Разом з колегами з Кембриджу. Гарварда і Базельського університету вони ставили наступний експеримент: обмежували в їжі вагітних мишей, щоб виявити в їх потомство епігенетичні зміни, що сталися через голод.
Епігенетичних механізмів існує кілька різних видів, і один з них полягає в приєднанні метильних груп до нуклеотидам в ДНК. Метилирование змінює активність генів, і саме воно в даному випадку було в центрі уваги дослідників. При дозріванні статевих клітин під час внутрішньоутробного розвитку ембріона такі модифікації повністю зникають; можна сказати, що ДНК сперматозоїдів і яйцеклітин втрачає епігенетичні пам'ять. Але процес цей йде не на 100%, якісь метильние групи на ДНК все-таки залишаються. В експерименті мишам урізали калорії на останньому тижні вагітності, якраз тоді, коли у дозрівають попередників сперматозоїдів у ембріона відбувається очищення ДНК від епігенетичних міток. Попередні досліди показали, що саме за таких умов у потомства першого і другого поколінь підвищувалася ймовірність діабету.
Виявилося, що у синів голодували самок метильних груп на ДНК сперматозоїдів було набагато менше, ніж у синів нормальних самок. Причому відмінності стосувалися саме тих генів, які залучені в розвиток ожиріння і діабету і які ставали активніше, ніж треба.
Отримані результати багато в чому уточнюють те, що ми знали про епігенетичних механізмах передачі стресу через покоління, але при цьому, треба сказати, викликають багато запитань. По всьому виходить, що метилування ДНК пояснює в кращому випадку тільки половину ефекту - то, що ми спостерігаємо в першому поколінні. У онуків епігенетичні відмінності, викликані голодом, зникають, але зміни в активності генів все одно присутні. Можливо, що епігенетичні механізми тут продовжують працювати, однак їх секрети ще належить розгадати.
Втім, деякі скептики взагалі сумніваються в доцільності таких досліджень. Тварини, які використовуються в експериментах, подібних до вищеописаного, завжди генетично відрізняються один від одного, тобто являють собою одну й ту ж чисту лінію. У той же час в природі таку ситуацію навіть уявити собі важко - гени батьків завжди будуть відрізнятися. Епігенетичні метильний малюнок залежить від гена, на який він накладається, так що при змішуванні різних батьківських геномів у ембріона може виявитися комбінація, схильна до негативних епігенетичних модифікацій. У цьому випадку, очевидно, порушення в метаболізмі будуть викликані не стільки тим, що мати під час вагітності голодувала, скільки особливостями генетичної комбінації у дитинчати.
Читайте також:
