Знание-сила, 2001 № 02

Надо сказать, что в последние годы сообщения о случаях наследования эпигенетических признаков (или «эпигенетических мутаций») начали появляться в научной печати все чаще. Но до сих пор это были исключительно эксперименты над растениями, плодовыми мушками-дрозофилами или дрожжами. Работа Уайтлоу особенно взволновала биологические круги, потому что была первым убедительным подтверждением того, что феномен наследования эпигенетических мутаций существует также у млекопитающих.

Эти результаты были вскоре подтверждены последующими экспериментами. В одном из них, проделанном той же группой, в одну из хромосом генетически идентичных мышей был введен дополнительный ген, вызывающий образование особого вида красных кровяных клеток. Как и ожидали экспериментаторы, активность этого гена у разных мышей оказалась различной: одни мыши стали вырабатывать до сорока процентов кровяных клеток нового вида, а другие почти ничего. Проверка показала, что результат (как и разная окраска тех же мышей в предыдущем эксперименте) объясняется разными «схемами метилирования» регуляторов этого гена у разных мышей. Эти эпигенетические различия и в данном случае оказались наследуемы: «схемы метилирования» у потомков (судя по составу их крови) в точности повторяли таковые у родителей.

Однако устойчивость такого наследования оказалась не очень высокой. Эпигенетические различия между мышами продержались всего три поколения, у мышей четвертого поколения состав крови стал одинаковым. Более того, эти мутации оказались обратимыми. Когда мыши второго поколения (с подсаженным геном) были скрещены с мышами, не подвергшимися генной пересадке, это тотчас привело к исчезновению у потомства каких бы то ни было различий в составе крови. Этот результат позволяет думать, что эпигенетические различия, в отличие от генетических, представляют собой нечто характерное лишь для данной особи и сохраняющееся только на протяжении ее жизни, хотя иногда, в каких-то особых условиях, передающееся по наследству, но в ограниченном числе поколений.

В последнее время, однако, появились свидетельства того, что в некоторых ситуациях эпигенетические различия могут настолько закрепляться и углубляться от потомка к потомку, что в конце концов способны привести к образованию нового вида. Такую возможность подтверждает и недавний эксперимент американской исследовательницы Ширли Тильгман и ее коллег из Принстонского университета. Эти ученые скрестили две родственные линии мышей и получили гибрид, отличающийся аномальным ростом. Как им удалось показать, эта особенность роста гибрида, отличающая его от обоих родителей, была вызвана тем, что в ходе скрещивания произошло резкое нарушение эпигенетических особенностей, свойственных каждому из родителей (в данном случае это были так называемые импринтиговые особенности, отличающие в организме потомка материнские гены от отцовских). Как считает Тильгман, это могло бы объяснить известные случаи очень быстрого возникновения новых видов, не объяснимые с позиций чисто генетических мутаций (которые обычно происходят очень редко).

Еще несколько лет назад термины «эпигенетика», «эпигенетические различия», «эпигенетические мутации» были известны только очень узким специалистам. С тех пор границы их применения резко возросли. Молекулярный биолог Эрик Зелкер из университета штата Орегон (США) считает, что «становится все более очевидно, что эпигенетические различия и механизмы их образования играют важную, иногда даже критическую роль в биологии». Как мы видели, «эпигенетическими» факторами может объясняться появление новых признаков, действие импринтных генов и т.д. А Майкл Балтер, автор недавней обзорной статьи по эпигенетике, пишет: «Эпигенетические воздействия на гены, например «подавление» генной активности с помошью присоединения метиловых групп к отдельным участкам ДНК, могут оказывать влияние и на целый ряд других биологических процессов, вплоть до развития организмов и возникновения рака».