Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

Бисфенол А — химическое соединение, используемое в производстве поликарбонатных пластмасс. Добавки бисфенола А в пищу мышам агути привели к изменениям в распределении окраса шерсти, что стало следствием влияния этого соединения на программу развития через эпигенетические механизмы. В 2011 году Европейский Союз запретил применять бисфенол А в производстве бутылочек для детского питания.

Раннее программирование также может быть и одной из причин, по которым очень сложно идентифицировать воздействие факторов окружающей среды, вызывающих некоторые хронические заболевания у человека. Если мы станем изучать пару М3 близнецов, различающихся по определенному фенотипу например рассеянному склерозу, то нам будет практически невозможно идентифицировать вероятную причину этой болезни, обусловленную средой. Может быть, все дело в том, что одному из близнецов просто очень не повезло со случайными эпигенетическими флуктуациями, которые устанавливали определенные ключевые схемы экспрессии генов на самой заре его существования. Ученые сейчас занимаются составлением карт распределения эпигенетических изменений у конкордантных (схожих) и дискордантных (различающихся) М3 близнецов при целом ряде заболеваний, пытаясь определить модификации гистонов или ДНК, соответствующие наличию или отсутствию того или иного заболевания.

Дети, которые были зачаты во время голода, и мыши с желтой шерсткой рассказывают нам очень удивительные и важные вещи о значении ранних этапов развития и о том, какую роль играет в этом процессе эпигенетика. Как ни странно, но эти две несопоставимые группы могут научить нас и кое-чему еще. В самом начале XIX века Жан Батист Ламарк опубликовал свою самую выдающуюся работу. В ней он выдвинул предположение, что приобретенные признаки могут передаваться от одного поколения следующему, и что именно это стимулирует эволюционный процесс. В качестве примера он приводил предполагаемого предка жирафа, обладавшего короткой шеей, который постоянно тянулся за листьями на высоких деревьях и тем самым постепенно удлинял шею на протяжении многих поколений, передавая эту особенность потомству. Эта теория не получила признания, и во многом она просто ошибочна. Однако поколение Голландской голодной зимы и желтые мыши показывают, что, как это ни парадоксально, еретическое учение Ламарка о наследственности может, пусть и иногда, попадать точно в цель, в чем нам сейчас и предстоит убедиться.

Глава 6. Грехи отцов

Ибо Я Господь, Бог твои, Бог ревнитель, наказывающий детей за вину отцов до третьего и четвертого рода, ненавидящих Меня.

Библия, Ветхий Завет, Исход, Глава 20, Стих 5

Цикл «Маленькие сказки», опубликованный Редьярдом Киплингом в самом начале XX века, представляет собой сборник навеянных воображением автора историй о происхождении видов. В наиболее известных из них — таких как «Первые броненосцы», «Как леопард получил свои пятна», «Как верблюд получил свой горб» — рассказывается о фенотипах животных. Все они не более чем выдумки, написанные исключительно с развлекательной целью, однако, если рассматривать их с научной точки зрения, окажется, что эти сюжеты в действительности на сотню лет старше, так как они тесно перекликаются с эволюционной теорией наследования приобретенных признаков, созданной Ламарком. В своих сказках Киплинг описывал, как каждое из животных приобретало характерный для него физический признак — длинный хобот слона, например, — и передавало его по наследству всем своим потомкам, чтобы с той поры все слоны рождались с длинными хоботами.

Киплинг, сочиняя свои сказки, опирался лишь на собственную фантазию, тогда как Ламарк пытался разработать научную теорию. Как всякий настоящий ученый, он старался собрать данные, свидетельствующие в пользу этой гипотезы. В качестве одного из наиболее знаменитых примеров этого, Ламарк утверждал, что у сыновей кузнецов (ремесло, требующее значительных физических сил) мышцы рук крупнее и развитее, чем у сыновей ткачей (которым физическая сила в работе не требуется). Интерпретируя этот факт, Ламарк предполагал, что сыновья кузнецов наследуют у отцов фенотип крупных мышц рук.