Предрасположенность к большей продолжительности жизни может наследоваться, не затрагивая генов
Futurvector-RTD, Boris Sivko
Предрасположенность к большей продолжительности жизни может
наследоваться, не затрагивая генов
Известно, что окружающая нас внешняя среда - то, что мы едим,
токсичные химические соединения, воздействию которых мы подвергаемся,
и многие другие факторы - могут положительно или отрицательно влиять
на продолжительность нашей жизни. Но может ли среда влиять на
продолжительность жизни наших потомков, которые, возможно, будут жить
в совершенно других условиях? Недавнее исследование ученых Школы
медицины Стэнфордского университета (Stanford University School of
Medicine) позволяет предположить, что вероятность этого существует.
Группа ученых во главе с адъюнкт-профессором генетики Школы медицины
Стэнфордского университета Энн Брюнэ (Anne Brunet), старшим автором
опубликованной в Nature статьи, установила, что подавление или
изменение экспрессии любого из трех ключевых белков в организме
модельного лабораторного животного - круглого червя Caenorhabditis
elegans - увеличивает продолжительность жизни не только самого
животного, но и его потомства. Такая картина наблюдается, даже если
первоначальной генной модификации у потомков уже нет. Это открытие
впервые показывает, что предрасположенность к определенной
продолжительности жизни может наследоваться без вовлечения
генетических механизмов и передаваться потомкам на протяжении
нескольких поколений.
Несмотря на необходимость дальнейших исследований, эта работа дает
возможность предположить, что изменения, возникшие в организме наших
прапрадедов, например, как результат воздействия определенной диеты
или других условий окружающей среды, могли оказать влияние на нашу
собственную продолжительность жизни. Очень заманчиво перенести
полученные результаты на организм человека, у которого есть белки,
аналогичные белкам червей, с которыми работали ученые.
<<В некотором смысле эта работа связана с идеей наследования
приобретенных признаков, которую фактически можно назвать ересью, так
как она давно опровергнута законами Менделя>>, - комментирует
результаты своего исследования профессор Брюнэ. <<Но мы показали, что у
круглых червей действительно из поколения в поколение наследуется
предрасположенность к большей продолжительности жизни, обусловленная
мутациями в белках, которые, как правило, добавляют эпигенетические
модификации к хроматину>>.
Термин <<эпигенетика>> описывает процессы, посредством которых организмы
модулируют экспрессию своих генов в ответ на сигналы окружающей среды,
не изменяя при этом своей генетической основы - ДНК. Эпигенетически -
добавлением химических меток к гистонам или самой ДНК или их удалением
- может модифицироваться хроматин - комплекс из ДНК и белков-гистонов,
сохраняющий генетический материал плотно упакованным в ядре клетки.
Хотя большинство модификаций хроматина <<сбрасывается>> в процессе
воспроизводства и не передается следующему поколению, исследование
Брюнэ предполагает, что в некоторых случаях такого полного
перепрограммирования не происходит.
Настоящее исследование основано на результатах более ранней работы
лаборатории профессора Брюнэ, в которой было показано, что мутации в
нескольких белках-регуляторах хроматина могут увеличивать
продолжительность жизни червей С. elegans на целых 30 процентов.
Интересно, что эти регуляторы контролируют продолжительность жизни,
функционируя, по крайней мере, частично, в репродуктивной системе
червей, или в клетках зародышевой линии. Это исследование было
опубликовано в журнале Nature в прошлом году.
Брюнэ и ее коллег заинтересовало, передается ли влияние на
продолжительность жизни этих регуляторов хроматина потомству червей в
том случае, если сами мутации больше не присутствуют в геноме
животных. Чтобы ответить на этот вопрос, они вызвали мутацию в каждом
из трех генов, кодирующих белки ASH-2, WDR-5 и SET-2 - компоненты
регуляторного комплекса хроматина, добавляющего метильные группы к
определенному гистону. Эти метильные группы фиксируют открытую
конфигурацию хроматина, делая ген доступным для экспрессии.
Затем червей каждой их трех линий разводили таким образом, что у их
потомства эти мутации не экспрессировались. Ученые установили, что
потомки с нормальным уровнем экспрессии любого из трех белков (но
имеющие предков с их дефицитом) по-прежнему жили дольше, чем потомки
животных, никогда не имевших аналогичных мутаций. Большая
продолжительность жизни сохранялась в некоторых случаях до трех
поколений, но в конечном итоге исчезала - продолжительность жизни
червей возвращались к норме. Сравнив профили генной экспрессии
долгоживущих потомков червей-мутантов и контрольных животных, ученые
обнаружили, что было унаследовано изменение в экспрессии и нескольких
сотен других генов.
<<Мы пока не знаем точного механизма этой эпигенетической памяти о
продолжительности жизни>>, - говорит Брюнэ. <<Можно предположить, что
если родительскому поколению недостает ключевых компонентов, обычно
регулирующих хроматин, эпигенетические метки не полностью сбрасываются
в зародышевой линии следующего поколения, индуцируя, таким образом,
наследуемые изменения в экспрессии генов. Было бы очень интересно
понять, как это происходит>>.
Оказывают ли влияние на последующие поколения факторы окружающей
среды, способствующие увеличению продолжительности жизни, такие как
ограничение калорий? На этот вопрос у ученых пока все-таки нет
однозначного ответа.
http://dx.doi.org/10.1038/nature10572
http://med.stanford.edu/ism/2011/october/brunet.html
----
Полагаю кроме генетического анализа наследственного кода должно иметь
место и эпигенетическое исследование.