В школе нам всем рассказывали, что гены, состоящие из ДНК, запрограммированы на молекулярном уровне. Они делают нас такими, какие мы есть, а ДНК — это уникальный неизменяемый код. Наука эпигенетика это не отрицает, но изучает изменение активности генов, не затрагивающих структуру ДНК.
Термин «эпигенетика» ввел в 1942 году биолог Конрад Уоддингтон, как производное от слов «генетика» и аристотелевского слова «эпигенез» (учение о последовательном эмбриональном развитии. — Прим. ред.).
Наиболее емкое и точное определение этого термина предоложил английский биолог Питер Медавар: «Генетика предполагает, а эпигенетика располагает».
Массово говорить об эпигенетике начали в 2010 году, когда вышел журнал Time с обложкой Why Your DNA Isn't Your Destiny (Почему ваше ДНК — не наша судьба»).
«Эпигенетика — относительно новое направление в генетике, которое изучает изменения нашей наследственной информации, не связанные с изменением структуры ДНК, а происходящие под влиянием каких-либо внешних факторов. Эти факторы могут какие-то гены „включать“, а какие-то „выключать“.
За счет этого будут меняться обменные процессы в организме, функции клеток и тканей в целом. Важно отметить, что „включаться“ могут в том числе и дефектные, „бессмысленные“ гены, а „выключаться“ — важные для организма участки ДНК.
Это чревато нарушением функций, сбоем в работе клеток, тканей и органов», — объясняет Михаил Гаврилов, кандидат медицинских наук, диетолог и сооснователь линейки функционального питания Doctor's food.
«На сегодняшний день абсолютно точно известно, что гены отвечают за тот или иной признак организма лишь на 20% (по некоторым источникам, от 15 до 20%).Остальные 80% зависят от образа жизни, именно он влияет на то, чтобы проявить или не проявить тот или иной признак.
Поэтому люди, которые выбирают здоровый образ жизни, эпигенетически влияют на реализацию признаков, которые кодируются определенными генами.
В этом и заключается суть эпигенетики: с помощью образа жизни мы можем влиять на эти процессы», — говорит Юлия Титель, основатель и главный врач клиники антиэйджинга «Пятый элемент».
Почему об эпигенетике многие заговорили? Во-первых, стало очевидно, что не все можно объяснить генетикой. То, какого образа жизни человек придерживается, что он ест, имеет ли вредные привычки, во многом оказывает влияние на его здоровье, молодость и красоту.
Во-вторых, проведено немало исследований, которые показывают, какие изменения происходят в эпигеноме с возрастом. «Генетические различия отвечают за то, как будет функционировать организм в целом, а эпигенетические различия определяют функционирование конкретных тканей и клеток организма.
Клетка мозга и клетка печени, например, имеют одинаковый геном, но разница между ними определяется эпигенетическим различиями, — объясняет Валерий Полуновский, ведущий разработчик MyGenetics, молекулярный биолог и генетик.
— Геном и эпигеном различаются на уровне молекул: когда идет речь о генетике человека, то в первую очередь исследуется первичная последовательность ДНК. Эпигенетика же занимается вторичными метками в геноме. Эпигеном — это совокупность всех вторичных ненаследуемых изменений в геноме».
Ежегодно проводится множество исследований, доказывающих изменчивость генов. «На эпигенетические маркеры негативное влияние оказывает курение — компоненты табачного дыма не только увеличивают количество мутаций в геноме, но и добавляют эпигенетические метки в геноме на ненужных участках. Выключаются важные защитные гены, что провоцирует развитие раковых опухолей.
Также хронический стресс может оказывать необратимые изменения в эпигеноме человека, что влияет на функционирование мозга, производительность и развитие депрессии, — говорит Валерий Полуновский.
— С другой стороны, есть и положительные аспекты влияния — физическая активность и кратковременный стресс оказывают благотворное воздействие на эпигеном человека, препятствуя развитию заболеваний».
Также много выводов появилось после завершения в 2003 году масштабного проекта «Геном человека». В ходе исследований ученые выяснили, что гены неустойчивы.
Сейчас эпигенетика интересует как ученых, так и врачей. Появились технологии и способы, которые позволяют достаточно быстро и точно измерять эпигенетические изменения в клетках и интерпретировать результаты.
Продолжаются исследования на тему того, как питание и образ жизни влияют на гены.
Многочисленные исследования с участием грызунов и приматов показали, что возрастные изменения в значительной степени замедляются при рационе с ограничением калорийности.
В связи с этим наибольший интересе к эпигенетике проявляет индустрия красоты. Теперь многие диеты удобно вписываются в исследования, а постулат «Мы — то, что мы едим» не требует опровержений. «Витамины группы В принимают участие в „выключении“ определенных генов.
Если беременная женщина недополучает витамины В12 или В9, этот может стать причиной нарушений развития плода. С возрастом ухудшается усвоение витаминов группы В в кишечнике. Это в свою очередь может „выключить“ определенные гены, способствующие развитию возрастных заболеваний. Именно поэтому достаточное количество витаминов группы В важно в любом возрасте.
Еще один пример: для того чтобы поддержать активность важных участков ДНК, например, отвечающих за деление и обновление клеток, важны витамины А, С, железо, — объясняет Михаил Гаврилов. — Важно отметить, что среди веществ, поступающих с пищей, есть и те, которые меняют эпигенетический профиль не в лучшую сторону. Например, фруктоза.
Она выключает генетические участки клеток печени, отвечающих за важные обменные процессы. Это может привести к метаболическому синдрому и ожирению печени».
У врачей-косметологов в арсенале есть процедуры и косметические средства, которые помогают поддерживать эпигенетический профиль в относительном постоянстве.
К таковым, например, относят инъекционные препараты в различными витаминами, пептидами, которые помогают восстанавливать ДНК клеток, поврежденных в результате воздействия неблагоприятных внешних факторов. «Косметика с пептидами — тоже эпигенетика в действии.
Подобные средства могут повышать активность генов, ответственных за содержание коллагена. А ретиноиды активируют те участки гена, которые отвечают за деление клеток и таким образом обеспечивают омоложение кожи. Из аппаратных методик можно выделить воздействие фототерапии.
Клетки становятся более активными, и эта активность стремится к показателям, характерным для более молодой кожи», — говорит Мария Колдашева, врач-косметолог и дерматовенеролог клиники «Премиум эстетикс».
«На сегодняшний день доказано, что пептиды могут влиять на регуляцию клеточного апоптоза (генетически запрограммированная гибель клеток) и пролиферации (разрастание ткани организма путем размножения клеток делением).
Мы видим пептиды в кремах, масках, сыворотках и мезотерапевтических препаратах. Огромное количество препаратов биоревитализантов и биорепарантов содержат помимо гиалуроновой кислоты пептиды, регулирующие синтез коллагена, укрепляющие сосудистое русло, формирующие жировую ткань.
Важно понимать: гены сами по себе ничего не значат — то, как они себя проявляют, зависит от окружающих молекул. Выявить молекулы, способные продлить жизнь стволовых клеток кожи, и создать соответствующую формулу крема — значит забыть о признаках старения.
Именно эту задачу и ставит перед собой эпигенетика в бьюти-индустрии», — дополняет Юлия Титель.
Несмотря на потенциально огромную роль эпигенетики в человеческих заболеваниях, инвестиции в эту область остаются крошечными по сравнению с тем, что посвящено традиционной генетической работе. В настоящее время предпринимаются усилия по изменению этой ситуации.
Без сомнения, своим здоровьем можно и нужно управлять в первую очередь с помощью здорового образа жизни. Что же касается эпигенетики, то это новая наука, постоянно пополняющаяся сенсационными исследованиями, которые все чаще проводятся на животных, а не на людях.
«Сейчас основная проблема — измерение эпигенетических меток у конкретного человека. Дело в том, что эти метки отличаются в каждой клетке, в отличие от генома, и их эффекты зачастую не воспроизводятся у разных людей и не воспроизводятся в разных клетках одного человека.
Поэтому в основном сейчас эпигенетика используется только в научных целях, в не в медицинских. К тому же еще далеко не все известно.
Как определенная эпигенетическая метка влияет на функционирование организма, случайна ли она или сделана направленно молекулярными машинами в клетке? Это вопросы для дальнейших исследований», — считает Валерий Полуновский.
Но однозначно эта область может открыть новые возможности для понимания природы заболеваний и их лечения. Кроме того, эпигенетическое наследование важно для теории эволюции, так как оно позволяет организмам приспособиться к окружающей среде.
Стресс от бабушки, супермышцы и запасные органы. Что такое эпигенетика и как она работает
Эпигенетика занимается тем, как наследуются приобретенные изменения. Нет, речь не о том, что если жираф будет систематически тренироваться объедать возможно более высокие ветки, то его дети вырастут еще выше.
И не о том, что живые существа можно приучить к чему-то так, чтоб их потомство поменяло свой внешний вид или свои физиологические особенности.
Эпигенетика — это наука о наследуемых изменениях в паттернах экспрессии генов, или, как писал еще в 1942 году сам автор термина Конрад Уоддингтон, «раздел биологии, изучающий те причинно-следственные связи между генами и их производными, которые приводят к формированию фенотипа».
Ни определение почтенного британского биолога, одной из ключевых фигур в теоретической биологии, ни слова о паттернах экспрессии сами по себе нельзя назвать особенно простыми, поэтому мы начнем с другой стороны.
Клетка как молекулярный наноробот
XX век открыл человечеству совершенно новый мир, где клетки оказались не безликими строительными кирпичиками живой ткани, а сложнейшими объектами, по сути организмами в организме. Или, что будет вполне корректно, самовоспроизводящимися нанороботами, существование которых поддерживается за счет трех типов молекул: липидов, белков и нуклеиновых кислот.
Нуклеиновые кислоты и белки собираются из стандартных блоков — нуклеотидов и аминокислот соответственно.
При том, что земные организмы используют всего пять нуклеотидов, а аминокислот известно несколько сотен разновидностей, вариантов нуклеиновых кислот и белков может быть гораздо большее количество.
Сама возможность жизни основывается на том, что комплект белков и ДНК может синтезировать копию самого себя, создавая второй комплект ДНК и второй набор белков.
В ДНК записана информация, позволяющая синтезировать все остальные сложно организованные молекулы.
При помощи специальных белков с ДНК можно снять слепок в виде молекулы РНК (это рибонуклеиновая кислота, в ней одна нить вместо двух и чуть иной набор нуклеотидов), а уже на основе РНК создать рибосомы — специальные сложноорганизованные молекулярные машины, которые затем собирают белок из отдельных аминокислот.
Цепочка «ДНК — РНК — белок» вошла во все книги по биологии как центральная догма молекулярно-клеточной теории. Некоторое время считалось, что вся жизнь крутится вокруг генов, участков ДНК, связанных с синтезом отдельной молекулы белка или РНК.
Считывание информации с ДНК. А. Лапушко / Chdrk.
Но в этой схеме есть ряд изъянов, причем довольно очевидных. Например, у нейрона, клетки печени, сперматозоида или лимфоцита набор генов совершенно одинаковый, однако это совершенно разные клетки.
Более того, нейрон мыши невозможно отличить от человеческого без довольно тонкого молекулярного анализа, а вот отличить клетку кожи от нейрона в пределах одного организма сможет даже неспециалист. Геном человека содержит множество генов, которые почти не отличаются от генов дрожжей, но разница между нами и дрожжами очевидна.
Для наших клеток важно не только то, какие гены находятся в ДНК, но и то, сколько именно молекул собирается на их основе и какие именно гены сейчас активны.
«И тысячу за знание»
Есть анекдот про автослесаря, который устранил поломку одним ударом молотка, но при этом выставил счет на тысячу рублей: 10 за удар и 990 за знание, куда ударить.
Организация жизни клетки напоминает этот анекдот: ряд исследований указывает, что ключевую роль в эволюции сложных организмов сыграли не те гены, которые кодируют какие-то конкретные белки (то есть «ударяют»), а те, которые связаны с тонкой регуляцией работы остального генома (знают, куда «ударить»).
Под работой генов, или, как говорят биологи, экспрессией, подразумевается синтез белка или РНК, которые этот ген кодирует.
В классической догме «ДНК — РНК — белок» гены нужны для того, чтобы удовлетворить потребность клетки в чем-то конкретном: новых частях внутриклеточного скелета, ферментах для расщепления захваченных питательных веществ или каких-то веществах для секреции вовне.
Все перечисленное либо состоит из белков (кодируемых генами), либо требует специальных белков (снова кодируемых генами) для своей сборки.
Клеточный «скелет» из микротрубочек, покрашенный флуоресцентным красителем. Клетка, кстати, злокачественная. Howard Vindin / CC BY-SA 4.0
Однако детальное изучение молекулярно-биологических машин внутри клетки показало, что некоторые гены нужны еще и для того, чтобы регулировать работу своих соседей. А не просто для того, чтобы собрать белковую деталь для строительства клетки или даже белковую машину для производства чего-либо.
Существуют белки, называемые факторами транскрипции. Они «садятся» на ДНК в строго заданном месте — начале конкретного гена — и позволяют начать синтезировать молекулы РНК с этого фрагмента. А там, где РНК, потом появляется и соответствующий белок.
Это означает, что ген, кодирующий фактор транскрипции, позволяет клетке синтезировать белки, кодируемые иными генами. Всего в человеческом геноме около двадцати тысяч белков, из них две тысячи — это транскрипционные факторы.
Получается, что каждый десятый ген, по сути, сам ничего в клетке не производит, а лишь следит за тем, чтобы в нужное время и в нужных обстоятельствах что-то производилось.
Эпигенетика: что это, как работает, примеры, книги | РБК Тренды
1
Эпигенетика — раздел генетики, который изучает то, как наше поведение и окружающая среда влияют на работу наших генов. В отличие от генетических, эпигенетические изменения обратимы.
На практике это означает, что наша социальная среда, режим дня и питания, физические нагрузки меняют то, как организм воспроизводит клетки, влияющие на работу всех органов. И даже более того: эта информация может передаваться генетически.
Сам термин впервые ввел в 1942 году английский биолог Конрад Уоддингтон. Он впервые связал генетику и то, что Аристотель называл «эпигенезом» — учением о последовательном эмбриональном развитии. Философ разбивал куриные яйца, чтобы изучить процесс развития зародыша и порядок формирования его органов.
Уоддингтон сравнил развитие организма с течением реки, где исток — зачатие, а устье — зрелость. При этом важен и рельеф, по которому протекает река: он определяет ее протяженность, скорость и направление. По аналогии с этим внешние факторы влияют на наше развитие.
В 1960–1970-х годах ученые начали активно изучать гены, и столкнулись с тем, что не все они работают одинаково: некоторые включаются и выключаются под влиянием внешней среды.
В 1998 году группа швейцарских ученых во главе с Ренато Паро из Университета Базеля исследовала мух-дрозофил, у которых в результате мутации пожелтели глаза.
Они выяснили, что, если содержать этих мух при более высокой температуре, то у потомства будут красные глаза, ч.
Ученые пришли к выводу, что температура активировала хромосомный элемент в ДНК и запустила механизм, который наследуется генетически.
Позже новозеландские ученые Питер Глюкман и Марк Хансон смогли объяснить этот феномен. Они предположили, что в развивающемся организме происходит особая адаптация к предполагаемым условиям, которые ожидаются после рождения. Если прогноз оказался верным, и организм успешно адаптировался, информация об этом сохраняется на генетическом уровне как особо важная для выживания.
Но если прогноз не сработал, вместо адаптации организм получает дисфункцию. Например, если во время внутриутробного развития эмбриону не хватало питательных веществ, он начинает активнее запасать их впрок. Если после рождения с едой по-прежнему туго, это оказывается полезным механизмом.
Но если нет — у человека начинаются проблемы с метаболизмом, которые затем приводят к ожирению и диабету 2-го типа.
В 2003 году Рэнди Джиртл и Роберт Уотерленд из Дюкского университета (США) встроили мышам ген ожирения, а затем добавили в их корм фолиевую кислоту, витамин В12, холин и метионин. В результате мыши родили нормальное потомство, и даже несколько последующих поколений были абсолютно здоровыми.
В 2006-м их коллеги Эндрю Файер и Крейг Мелло получили первую Нобелевскую премию за исследования механизма формирования эпигенетической памяти клеток. С этого момента эпигенетика стала широко известна научному сообществу.
В 2020 году ученые доказали, что эпигенетика может участвовать в эволюции наравне с генетическими изменениями.
Эпигенетика: гены и кое-что сверху
Авторы: Ржешевский Алексей
А. В. Ржешевский, А. М. Вайсерман, д. б. н., зав. лабораторией эпигенетики Института геронтологии им. Д. Ф. Чеботарёва НАМН Украины.
Знаете ли вы, что наши клетки обладают памятью? Они помнят не только то, что вы обычно едите на завтрак, но и чем питались во время беременности ваши мама и бабушка. Ваши клетки хорошо помнят, занимаетесь ли вы спортом и как часто употребляете алкоголь.
Память клеток хранит в себе ваши встречи с вирусами и то, насколько сильно вас любили в детстве. Клеточная память решает, будете ли вы склонны к ожирению и депрессиям. И во многом благодаря клеточной памяти мы отличаемся от шимпанзе, хотя имеем с ним примерно одинаковый состав генома.
И эту удивительную особенность наших клеток помогла понять наука эпигенетика.
Эпигенетика — довольно молодое направление современной науки. И пока она не так широко известна, как её «родная» сестра генетика. Многие, возможно, вообще впервые слышат это слово. В переводе с греческого «эпи-» означает «над», «выше», «поверх».
Если генетика изучает процессы, которые ведут к изменениям в наших генах, в ДНК, то эпигенетика исследует изменения активности генов, при которых структура ДНК остаётся прежней.
Эпигенетика похожа на «командира», который в ответ на внешние стимулы (питание, эмоциональные стрессы, физические нагрузки) отдаёт приказы нашим генам усилить или, наоборот, ослабить их активность.
Пожалуй, самое ёмкое и в то же время точное определение этого термина принадлежит выдающемуся английскому биологу, нобелевскому лауреату Питеру Медавару: «Генетика предполагает, а эпигенетика располагает».
Развитие эпигенетики как отдельного направления молекулярной биологии началось в сороковых годах прошлого столетия. Тогда английский генетик Конрад Уоддингтон сформулировал концепцию «эпигенетического ландшафта», объясняющую процесс формирования организма.
Долгое время считалось, что эпигенетические превращения характерны лишь для начального этапа развития организма и не наблюдаются во взрослом возрасте.
Однако в последние годы была получена целая серия экспериментальных доказательств, которые произвели в биологии и генетике эффект разорвавшейся бомбы.
Переворот в генетическом мировоззрении произошёл в самом конце прошлого века. Сразу в нескольких лабораториях был получен целый ряд экспериментальных данных, заставивший генетиков сильно призадуматься.
Так, в 1998 году швейцарские исследователи под руководством Ренато Паро из университета Базеля проводили эксперименты с мухами дрозофилами, у которых вследствие мутаций был жёлтый цвет глаз.
Обнаружилось, что под воздействием повышения температуры у мутантных дрозофил рождалось потомство не с жёлтыми, а с красными (как в норме) глазами. У них активировался один хромосомный элемент, который и менял цвет глаз.
К удивлению исследователей, красный цвет глаз сохранялся у потомков этих мух еще в течение четырех поколений, хотя они уже не подвергались тепловому воздействию. Ученые были вынуждены сделать сенсационный вывод: вызванные стрессом эпигенетические изменения, не затронувшие сам геном, могут закрепляться и передаваться следующим поколениям.
То есть у мух произошло наследование приобретённых признаков. Но, может, такое бывает только у дрозофил? Не только. Позже выяснилось, что у людей влияние эпигенетических механизмов также велико и играет очень большую роль.
Например, была выявлена закономерность, что предрасположенность взрослых людей к диабету 2 типа может во многом зависеть от месяца их рождения. И это при том, что между влиянием определенных, связанных с сезоном факторов, и возникновением самого заболевания проходило 50–60 лет.
И это очень наглядный пример так называемого «эпигенетического программирования».
Что же может связывать предрасположенность к диабету и дату рождения? Новозеландским учёным, Питеру Глюкману и Марку Хансону, удалось сформулировать логическое объяснение этого парадокса. Они предложили «гипотезу несоответствия» («mismatch hypothesis»).
Согласно ей в развивающемся организме может на эпигенетическом уровне происходить «прогностическая» адаптация к условиям обитания, которые ожидаются после рождения.
Если прогноз подтверждается — это увеличивает шансы организма на выживание в мире, где ему предстоит жить, если нет — адаптация становится дезадаптацией, то есть болезнью.
Например, если во время внутриутробного развития плод получает недостаточное количество пищи, в нем происходят метаболические перестройки, направленные на запасание пищевых ресурсов впрок, «на черный день».
Если после рождения пищи действительно мало, это помогает организму выжить. Если же мир, в который попадает человек после рождения, оказывается более благополучным, чем прогнозировалось, такой «запасливый» характер метаболизма может привести к ожирению и диабету 2 типа на поздних этапах жизни.
Стали уже хрестоматийными опыты, проведённые в 2003 году американскими учёными из Дюкского университета, Рэнди Джиртлом и Робертом Уотерлендом. Несколькими годами ранее Р. Джиртлу удалось встроить искусственный ген обычным мышам, из-за чего те рождались жёлтыми, толстыми и болезненными бедолагами.
Создав таких мышей, Джиртл с коллегами решили проверить, а нельзя ли, не удаляя дефектный ген, сделать их нормальными? Оказалось, что можно: они добавили в корм беременным мышам агути (так стали называть жёлтых мышиных «монстров») фолиевую кислоту, витамин В12, холин и метионин, и в результате этого появилось нормальное потомство. Пищевые факторы оказались способными нейтрализовать мутации в генах! Причём воздействие диеты сохранялось и в нескольких последующих поколениях: детёныши мышей агути, родившиеся нормальными благодаря пищевым добавкам, сами рождали нормальных мышей. Хотя питание у них было уже обычное.
Вообще, можно уверенно сказать, что период беременности и первых месяцев жизни является самым важным в жизни всех млекопитающих, в том числе и человека. Все имеющиеся сегодня данные говорят, что именно в этот период закладываются основы не только физического, но и психического здоровья человека.
И влияние этого начального периода жизни настолько велико, что не исчезает до самой глубокой старости, формируя, так или иначе, судьбу человека. Как метко выразился немецкий нейробиолог Петер Шпорк, «в преклонных годах на наше здоровье порой гораздо сильнее влияет рацион нашей матери в период беременности, чем пища в текущий момент жизни».
В это трудно поверить, но факты прямо говорят об этом.
Эпигенетика помогла сделать очень важный вывод. И звучит он следующим образом: от того, что ела мама во время беременности, в каком психологическом состоянии она находилась и сколько времени уделяла малышу в первые годы после его рождения, будет зависеть буквально вся дальнейшая жизнь ребёнка. В это время закладываются основы всего.
Данные, хорошо подтверждающие этот вывод, были получены в начале этого века американскими и европейскими исследователями. Эти исследования стали широко известны, и о них упоминается почти в каждой научной работе по эпигенетике. Учёные обследовали пожилых голландцев, родившихся сразу после войны.
Период беременности их матерей совпал с очень тяжелым временем, когда в Голландии зимой 1944–1945 гг. был настоящий голод. Учёным удалось установить: сильный эмоциональный стресс и полуголодный рацион матерей самым негативным образом повлияли на здоровье будущих детей.
Родившись с малым весом, они во взрослой жизни в несколько раз чаще были подвержены болезням сердца, ожирению и диабету, чем их соотечественники, родившиеся на год или два позднее (или ранее).
И анализ их генома показал отсутствие метилирования ДНК именно в тех участках, где оно обеспечивает сохранность хорошего здоровья.
Так, у пожилых голландцев, чьи матери пережили голод, было существенно понижено метилирование гена инсулиноподобного фактора роста (ИФР), из-за чего количество ИФР в крови повышалось.
А, как хорошо известно учёным, этот фактор имеет обратную связь с продолжительностью жизни: чем выше в организме уровень ИФР, тем жизнь короче.
Удивительно, но американский учёный Ламбер Люмэ обнаружил, что и следующее поколение детей, родившееся в семьях этих голландцев, также появлялось на свет с ненормально малым весом и чаще других болело всеми возрастными болезнями. Хотя их родители уже жили вполне благополучно и хорошо питались. Гены каким-то образом запомнили информацию о голодном периоде беременности бабушек и передали её даже через поколение, внукам.
Наиболее изученным механизмом эпигенетической регуляции активности генов является процесс метилирования, который заключается в добавлении метильной группы (одного атома углерода и трёх атомов водорода) к цитозиновым основаниям ДНК.
Метилирование ДНК имеет наибольшее прикладное значение из всех эпигенетических механизмов, так как оно напрямую связано с пищевым рационом, эмоциональным статусом, мозговой деятельностью и другими внешними факторами.
Поэтому об этом стоит рассказать поподробнее. Начнём с рациона.
Сегодня уже известно, что многие пищевые продукты содержат компоненты, которые определенным образом влияют на эпигенетические процессы. Почти все женщины знают, что во время беременности очень важно потреблять достаточно фолиевой кислоты.
Эпигенетика помогает понять исключительную важность этой кислоты в рационе. Всё дело в том самом метилировании ДНК, о котором было рассказано выше.
Фолиевая кислота вместе с витамином В12 и аминокислотой метионином является донором, поставщиком метильных групп, необходимых для нормального протекания процесса метилирования.
Метилирование непосредственно участвует во многих процессах, связанных с развитием и формированием всех органов и систем ребёнка. Это и инактивация Х-хромосом у эмбриона, и геномный импринтинг, и клеточная дифференцировка. То есть, принимая фолиевую кислоту, женщина имеет неплохие шансы выносить здорового ребёнка без отклонений.
Витамин В12 и метионин почти невозможно получить из вегетарианского рациона, т. к. они содержатся преимущественно в продуктах животного происхождения. И дефицит витамина В12 и метионина, вызванный разгрузочными диетами будущей мамы, может иметь для ребёнка самые неприятные последствия.
Не так давно было обнаружено, что дефицит в рационе беременной этих двух веществ, а также фолиевой кислоты может стать причиной патологии расхождения хромосом у плода. А это очень повышает риск рождения ребенка с синдромом Дауна, что обычно считается простой трагической случайностью.
В свете этих фактов ответственность родителей весьма увеличивается, и списывать всё на несчастный случай теперь будет затруднительно.
Также известно, что недоедание и стресс в период беременности меняет в худшую сторону концентрацию целого ряда гормонов в организме матери и плода — глюкокортикоидов, катехоламинов, инсулина, гормона роста и других. Из-за этого у зародыша начинаются негативные эпигенетические изменения (ремоделирование хроматина) в клетках гипоталамуса и гипофиза.
Чем это чревато? Тем, что малыш появится на свет с искажённой функцией гипоталамо-гипофизарной регуляторной системы. Из-за этого он будет хуже справляться со стрессом самой различной природы: с инфекциями, физическими и психическими нагрузками и т. д.
Вполне очевидно, что плохо питаясь и переживая во время вынашивания, мама делает из своего будущего ребёнка уязвимого со всех сторон неудачника.
Выяснилось, что аналогично стрессу и недоеданию на здоровье плода могут влиять многочисленные вещества, искажающие нормальные процессы гормональной регуляции. Они получили название «эндокринных дизрапторов» (или «разрушителей»).
Эти вещества, как правило, имеют искусственную природу: человечество получает их промышленным способом для своих нужд.
Самым ярким примером таких вредных веществ, пожалуй, является бисфенол А, который уже много лет применяется в качестве отвердителя при изготовлении изделий из пластмасс.
Он содержится во всей пластиковой таре, которая имеется сегодня в пищевой промышленности: в пластиковых бутылках для воды и напитков, в пищевых контейнерах и многом другом. Также бисфенол А присутствует в жестяных банках, которые используются для изготовления разных консервов и напитков — им выстилают внутренний слой банок.
Негативные воздействия даже небольших концентраций бисфенола А настолько многочисленны и разнообразны, что вызывает большое недоумение факт его широчайшего использования в нашей жизни.
Основное его отрицательное воздействие на организм заключается в способности бисфенола «уничтожать» свободные метильные группы, необходимые для метилирования, и подавлять ферменты, прикрепляющие эти группы к ДНК.
По данным, которые приводит профессор кафедры эндокринологии Первого МГМУ им. И.М. Сеченова (г. Москва) Т. И. Романцова, сегодня почти невозможно найти человека без наличия бисфенола А в крови (его уровень колеблется от 0,3 до 4,4 нг/мл).
Также это вещество постоянно обнаруживают в грудном молоке и пуповинной крови беременных. Ясно, что любой пищевой контакт с жестяными банками и пластиком (даже с питьевой водой в бутылках) «обогащает» организм бисфенолом.
Последствия такого «обогащения» находятся в стадии активного изучения. Но уже сейчас есть тревожные факты. Приведём некоторые из них.
Биологи из Гарвардской медицинской школы, Кэтрин Раковски и её коллеги, обнаружили способность бисфенола А тормозить созревание яйцеклетки и тем самым приводить к бесплодию. Бисфенол значительно увеличивал частоту хромосомных аномалий в яйцеклетках.
Вывод учёных был однозначным: «Поскольку соприкосновение с этим веществом происходит повсеместно, медикам надо знать, что бисфено А может вызывать значительные нарушения в репродуктивной системе».
Их коллеги из Колумбийского университета в экспериментах с животными выяснили ещё один тревожный факт. Они обнаружили способность бисфенола А стирать различия между полами и стимулировать рождение потомства с гомосексуальными наклонностями.
Под воздействием бисфенола нарушалось нормальное метилирование генов, кодирующих рецепторы к эстрогенам, женским половым гормонам. Из-за этого мыши-самцы рождались с «женским» характером, покладистыми и спокойными. Исчезала разница в поведении самцов и самок. Профессор Ф.
Шемпейн и его коллеги вынуждены были сказать: «Мы показали, что воздействие малых доз бисфенола А вызывает неизгладимые эпигенетические нарушения в головном мозге, что, возможно, лежит в основе прочных воздействий бисфенола А на функции мозга и поведение, особенно в отношении полового различия между полами».
Но, к счастью, есть и противоположные примеры.
Так, известно, что регулярное употребление зеленого чая способно снизить риск онкозаболеваний, поскольку в нем содержится определенное вещество (эпигаллокатехин-3-галлат), которое может активизировать гены-супрессоры (подавители) опухолевого роста, деметилируя их ДНК.
Очень популярным в последние годы модулятором эпигенетических процессов признан генистеин, содержащийся в продуктах из сои. Многие исследователи напрямую связывают увеличенное содержание сои в рационе жителей азиатских стран с их меньшей подверженностью некоторым возрастным болезням.
Очевидно, что влияние эпигенома распространяется и на процессы, связанные со старением. С возрастом можно наблюдать общее понижение метилирования, в том числе загадочных и малопонятных участков генома, которые могут составлять почти половину всей последовательности ДНК. Это как раз и есть мобильные генетические элементы.
Они были открыты полвека назад нобелевским лауреатом Барбарой МакКлинток и, в отличие от обычных генов, могут удивительным образом перемещаться по ДНК. Сегодня многие учёные склонны видеть в мобильных элементах генома потенциальную опасность для организма, относя их к паразитическим последовательностям ДНК.
Излишне активизируясь с возрастом из-за деметилирования, они дестабилизируют геном, вызывая нежелательные хромосомные перестройки.
Изучение эпигенетических механизмов помогло понять очень важную истину. Человеческая судьба формируется большей частью не астрологическими прогнозами, а поведением самого человека и его родителей. Эпигенетика совершенно ясно показывает, что очень многое в жизни зависит от нас и в наших силах многое поменять к лучшему.
Эпигенетика также стирает границы между человеком и внешней средой. Очевидно, что никто не может чувствовать себя в безопасности, пока продолжается использование опасных химических веществ.
Пестицид винклозолин, применяющийся в сельском хозяйстве, ртуть из промышленных отходов и бисфенол А из разлагающегося пластика проникают в почву и в воду рек и морей. А потом, вместе с продуктами и водой, попадают в организм человека.
И это — реальная угроза для человечества.
Но есть и хорошие новости. В отличие от относительно стабильной генетической информации, эпигенетические «метки» при определенных условиях могут быть обратимыми.
И это позволяет разработать принципиально новые стратегии и методы борьбы с самыми распространёнными болезнями. Методы, основанные на устранении тех эпигенетических модификаций, которые возникли у человека при воздействии неблагоприятных факторов.
Очевидно, что применение подходов, направленных на корректировку эпигенома, открывает большие перспективы.
- Источник: «Популярная механика», 2015, №2.
До какого колена на нас влияют предки
Здоровье » Здоровье и профилактика » Психотерапия
Что такое эпигенетика? Насколько влияют на человека его предки? И можно ли пойти против генетики и воспитать себя самого? Советская власть не признавала генетику в начале ее пути и считала за лженауку. Что важнее — гены или воспитание?
Об этом главному редактору «Правды.Ру» Инне Новиковой рассказал военный врач, психолог, исследователь в области эпигенетики Александр Литвин.
— Александр Богданович, тема «Как найти свое счастье и как победить свои фобии» касается каждого человека, поскольку, к сожалению, времена всегда тяжелые и несмотря на научно-техническое развитие, невиданный прогресс сейчас мы переживаем новые сложности, которые присущи нашему времени. Нам жить стало намного лучше и легче, но в чем-то и намного тяжелей.
Огромное количество фейковой информации, негативной энергетики и многочисленные фобии — это уже один из признаков начала XXI века. А что же в таком случае ждет человечество дальше?…
Но давайте начнем с того, что вы объясните нам, что такое эпигенетика?
Что такое эпигенетика
— Про генетику сейчас знают практически все люди. Мы изучаем ее в школе, мы изучаем законы Менделя, ботанику. Мы все знаем, как выращивать горох, но это, в общем-то, только маленькая часть всей наследственности, которую мы в себе несем.
Вообще человек, по большому счету, — это большая флешка, которая запоминает все абсолютно не только из своей жизни, но и из жизни прошлых поколений.
Эпигенетика — это достаточно новое направление в генетике, и в первую очередь она изучается пока на уровне биохимических процессов. Я же изучаю эпигенетику с точки зрения воздействия эмоций.
— «Эпи» — это что?
— Это над генетикой, это некая надстройка. ДНК человека в принципе у всех практически одинакова. У вас она ничем не отличается от ДНК Евы, у меня ничем не отличается от ДНК Адама. Это абсолютно точная копия.
Но давайте представим ДНК в виде музыкального инструмента, допустим, в виде фортепиано. Вот есть фортепиано, на нем есть клавиши, так вот эти клавиши — это гены. И они метилируются разным образом, то есть активизируются.
Кто-то изначально звучит очень красиво и гармонично, а кто-то звучит не очень хорошо, но в процессе жизни происходит метилирование определенных генов и мы свои характеристики меняем.
Эмоции как эпигенетический фактор
Мои наблюдения, мой опыт говорят о том, что эмоциональная составляющая является очень серьезным эпигенетическим фактором.
Поэтому я считаю, что эмоция — это излучение, обладающее мутагенным свойством.
Слова «мутация» не надо бояться, потому что есть мутации положительные, а не только отрицательные.
Сколько предков влияют на человека
— Вы пишете, что за каждым человеком стоит 16 его предков. Но ведь предков у нас гораздо больше.
— Наследуем мы только от ближайших трех поколений и еще от двух предков из четвертого колена.
— Только трех поколений? Даже не семь?
— Нет, и эти исследования достаточно неплохо коррелируются с теми сведениями, которые указаны в древних книгах — в авраамических книгах. Мы несем ответственность до третьего-четвертого колена, там так об этом написано, и с точки зрения генетики это именно так. И наша генетическая память до третьего-четвертого колена также работает.
— То есть вы сторонник той теории, что мы в плохих поступках не виноваты, это предки. Как в фильме «Обыкновенное чудо», когда замечательный Евгений Леонов в роли короля что-нибудь напакостит, то сразу говорит: «Это не я, это предки такие, моя двоюродная тетя или дядя». Получается, что все это не шутки, а совершенно серьезно.
— Да. Это имеет место быть.
Но здесь имеет значение только прямое родство. Здесь влияют прямые кровные предки, то есть мама, папа, бабушки, дедушки, прабабушки, прадедушки по обеим веткам.
Можно ли улучшить эпигенетику
— А если не задалось у человека с родней и его ближайшие родственники обладают качествами, которые человеку не нравятся, все-таки мы можем пойти против каких-то наследственных черт характера?
— Можем ли мы реально исправить ситуацию и улучшить свои эпигенетические характеристики, улучшить свое восприятие мира?
Да, у нас есть такая возможность, но, к сожалению, основная масса людей — достаточно ведомая.
Когда мы сказали, что мы — Homo sapiens, мы немножко себе польстили. Мы — в основном ведомые. Мы — разумные, может быть, но мы все подвержены достаточно серьезной цикличности.
Мы обращаем внимание на цикличность в первую очередь в связи с природными явлениями. Мы знаем, что после зимы должна быть весна и солнце должно взойти, допустим, в семь утра, а в 19 вечера оно должно уйти за линию горизонта. И так повторяется все у нас в цикле.
Люди тоже подвержены этой цикличности: у нас есть время взлета и время падения.
О цикличности сказано также в древних источниках. Допустим, если мы возьмем книгу Екклесиаста, то там все одну фразу прекрасно помнят: «Время разбрасывать камни и время собирать камни». Но, кроме этого, там указан и еще ряд явлений, которые реально указывают на цикличность. Например, как там написано, «все это суета сует».
И для чего мы живем, люди задавались этим вопросом и тогда, и сейчас.
Почему наша жизнь — черно-белое кино: полоса белая, полоса черная и т. д.? Это все обусловлено в первую очередь генами и эпигенетическими факторами, то есть эмоциями, которые наши предки получили от своих современников.
В свою очередь, наша задача — улучшить эту историю и получить как можно больше положительных оценок в свой адрес. И это будет влиять на нашу генетику и на наше отношение к миру.
Беседовала Инна Новикова
К публикации подготовил Юрий Кондратьев
Отказ от ответственности: этот контент, включая советы, предоставляет только общую информацию. Это никоим образом не заменяет квалифицированное медицинское заключение. Для получения дополнительной информации всегда консультируйтесь со специалистом или вашим лечащим врачом.
Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости
Загрузка...
