Гени можна перемогти

Відео: Ген пияцтва чи можна перемогти зеленого змія

Відомо, що метаболічні порушення, які можуть призвести до ожиріння і діабету, нерідко розвиваються через генетичні мутації: зіпсований ген перестає належним чином стежити за обміном речовин, і через це починаються проблеми з засвоєнням глюкози, з інсуліном, з жировою тканиною і т. д. (Одним з найвідоміших і найбільш вивчених тут є ген FTO (Fat mass and obesity-associated protein) - деякі варіанти FTO додають його носіям в середньому три зайвих кілограми.)

Такий ген, раз виникнувши, може досить довго переходити з покоління в покоління, так що всім членам роду з якої-небудь лінії, по материнській або по чоловічій, доведеться уважно стежити за талією і рівнем цукру в крові.

У живих організмів є маса молекулярних способів настройки активності генів, і багато хто з таких механізмів функціонують недовго - попрацювавши деякий час в якихось форс-мажорних обставин, ген повертається до свого звичайного стану. Однак трапляється й так, що зміни в генетичній активності зберігаються на все життя, і навіть, більше того, передаються в наступне покоління. При цьому, підкреслимо, сам ген не змінюється, його ДНК не змінюється, ніяких мутацій не відбувається, просто регуляторні молекули не відпускають своєї хватки.

Такі випадки називають епігенетичної регуляцією, і, як показують дослідження Йоханнеса Бекерса (Johannes Beckers) та його колег з Мюнхенського центру ім. Гельмгольца з дослідження навколишнього середовища і здоров`я, ожиріння може передаватися з покоління в покоління саме за допомогою епігенетики. Тобто наслідки від нездорового способу життя батьків можуть перейти їх нащадкам, при тому, що власне гени у тих і у інших будуть цілком звичайні, без мутантних змін.

Дослідники шість тижнів тримали генетично однакових самців і самок мишей на трьох різних дієтах: жирної, звичайної і з пониженим вмістом жирів. Як і очікувалося, тварини, яких годували жирним, отримали ожиріння і перші ознаки діабету другого типу. Потім у всіх мишей взяли статеві клітини для екстракорпорального запліднення. Саму процедуру проводили у всіх можливих комбінаціях: сперматозоїд від «жирного» самця зводили з яйцеклітиною від самки, що сиділа на звичайній дієті, потім сперматозоїд від такого ж самця зводили з яйцеклітиною самки, що сиділа на низкожировой дієті і т. Д. Ембріони імплантували здоровим самкам, а потім, коли мишенята з`являлися на світ, їх дев`ять тижнів годували звичайною їжею, без жирових перекосів, а потім все-таки переводили на жирну їжу.

Жирна їжа додавала ваги всім, але, як мовиться в статті в "Nature Genetics", кількість зайвої ваги явно залежало від того, чим харчувалися батьки. Так, наприклад, жіночі особини, що народилися від «жирних» самця і самки, були на 20% товще, ніж потомство нормальних мишей (тобто тих, яких годували звичайною їжею). Взагалі, за словами авторів роботи, залежність від батьківської дієти найсильніше виявлялася саме у дочок.

Інший цікавий момент стосується метаболізму глюкози: відомо, що один із провісників діабету другого типу - втрата тканинами і органами чутливості до інсуліну і, як наслідок, нездатність справлятися з підвищеним рівнем глюкози в крові. В експерименті проблеми з цукром переходили від одного покоління іншому переважно по материнській лінії: якщо хоча б тільки мати страждала від надмірної ваги, то у її нащадків, як «хлопчиків», так і «дівчаток», ймовірність цукрово-інсулінових неприємностей була вище, ніж ось всіх інших випадках (тобто якщо надмірна вага був тільки у батька, а мати сиділа на нормальної або на знежиреної дієті і т. д.). Про всяк випадок ще раз нагадаємо, що генетично все миші-батьки були однакові і без «ожіряющіх» мутацій, а схильність до надмірної ваги у молодих мишей була результатом настройки генів, що сформувалася у попереднього покоління.

Це далеко не перша робота, в якій йдеться про епігенетичні успадкування ожиріння і пов`язаних з ним метаболічних проблем, з цього приводу є і статистичні дані, і експериментальні. Однак до сих пір в експериментальних роботах просто схрещували мишей і спостерігали за їх потомством, і в такому випадку залишається ймовірність, що ожиріння у наступного покоління виникло не через епігенетичних факторів, що не через те, що батьки їли жирну їжу, а з -за особливостей ембріонального розвитку. Можна, наприклад, уявити, що у самок ожиріння впливає на фізіологію матки, що, в свою чергу, впливає на зародок. У разі ж екстракорпорального запліднення і при використанні в якості сурогатної матері нормальної, здорової самки - як в вищеописаної роботі - подібних двозначностей вдається уникнути.

Тепер було б цікаво тим же способом дізнатися, чи може таке ожиріння передаватися в друге і в третє покоління, і як довго на неправильній дієті повинні прожити батьки, щоб епігенетичні механізми закріпили нову нездорову «метаболічну реальність». Ну і, звичайно, залишається питання, що за конкретні молекули тут беруть участь. Зараз відомо кілька молекулярних апаратів, які можуть дуже надовго міняти активність генів: це ферменти, що відповідають за метилювання і деметилювання ДНК ферменти, модифікують гістони - хромосомні білки, які керують архівацією і разархивацию ДНК і комплекс регуляторних РНК. Вдаватися в подробиці кожного механізму ми не будемо, скажемо лише, що щодо них довгий час було неясно, чи працюють такі механізми в попередниках статевих клітин у ссавців. Однак зараз уже відомі приклади того, що вони там дійсно працюють - тобто епігенетичні зміни цілком можуть переходити межпоколенческого кордон.

Нарешті, саме пекуче питання: якою мірою отримані дані можна застосувати до людей? Молекулярні процеси на такому рівні зазвичай досить універсальні, і, якщо приклад успадковане епігенетичної регуляції вдалося знайти у мишей, висока ймовірність, що те ж саме можна знайти у більшості звірів, включаючи людини.

Відео: ГІПЕРПЛАЗІЯ: Перемога Над Генами

Питання тільки в тому, як це «те ж саме» знайти: про проблеми, пов`язані з перенесенням лабораторних результатів на людей, ми згадували, коли писали про роботу, присвяченої впливу стресу на ожиріння. Тут на експерименти розраховувати не варто, залишається сподіватися тільки на медичну статистику і масовий генетичний аналіз.

Джерело: nkj.ru