Согласно биологическому определению эпигенетика занимается всей молекулярно-биологической информацией, которую клетки хранят и передают своим дочерним клеткам, но которая не содержится в наследственном материале.
«То есть как? — удивитесь вы теперь. — В школе нам это объясняли совсем по-другому. Клетки передают по наследству только свой геном. И больше ничего». А вот и нет! Несколько лет назад биологи убедились в том, что наши школьные знания надо скорректировать. Клетки при делении наследуют также эпигенетическую программу.
Собственно говоря, существование эпигеномов можно было предположить давно. И многие ученые догадывались о них уже в начале прошлого века. Так что генетики пользуются понятием «эпигенетика» почти 70 лет. Но лишь теперь, когда ученые полностью расшифровали генетический код человека, потратив на это пять десятилетий и огромное количество труда, наука вновь обращается к старым идеям. Например, в центре внимания оказывается следующий вопрос: почему в сердце растут только его собственные клетки, тогда как из одной стволовой клетки может развиться много разных типов этих элементарных единиц организма?
Однако покинуть тесную башню из слоновой кости и отвлечься от фундаментальных исследований эпигенетике помогло открытие другого феномена — оказалось, что эпигенетические переключатели обладают способностью меняться. Они реагируют на внешние воздействия. Поэтому многие факторы способны перепрограммировать наши гены — воспитание, любовь, питание, стресс, гормоны, голод, время, проведенное в материнской утробе, отравления, психотерапия, никотин, чрезмерные нагрузки, психические травмы, климат, разнообразные страдания, спорт и многое другое.
Подобные факторы могут значительно изменить биохимию клетки, оставляя в неприкосновенности генетический код. В этом открытии заключены колоссальные возможности, которые Моше Шиф, израильский эпигенетик из Монреальского университета (Канада), формулирует следующим образом: «Раз окружающая среда влияет на изменение наших эпигеномов, разрыв между биологическими и социальными процессами практически ликвидируется. И это в корне меняет наш взгляд на жизнь». Ибо эпигенетика объясняет, каким образом внешний мир может надолго изменять наши тело и психику.
И видимо, чем мы моложе, тем сильнее наши клетки реагируют на внешние воздействия. Мыши Рэнди Джертла еще находятся в утробе матери, когда питание на всю жизнь отключает у них несколько генов, определяя цвет шерсти и склонность к болезням.
Множатся свидетельства, что те же процессы характерны и для человека. Прежде всего, стало наконец понятно, почему характер ребенка настолько зависит от эмоционального опыта, приобретенного им самим и его родителями незадолго до и сразу после рождения. Например, некоторые люди более склонны к депрессиям и тревожным состояниям, чем другие. Более того — эпигенетика приходит к пониманию, что часто уже до рождения определяется, заболеем ли мы в будущем раком или диабетом, будем ли страдать от ожирения, какой-нибудь мании или сердечно-сосудистых заболеваний. Она может также объяснить, почему нездоровый образ жизни одним людям вредит меньше, чем другим.
То, что уже сегодня известно ученым, звучит сенсационно: более или менее сознательно меняя программу генома, мы можем оказывать устойчивое влияние на свой организм — на тело и психику. И на нас ложится огромная ответственность перед потомками. Поскольку некоторые решения, принятые порой задолго до их рождения, изменят их личность, здоровье, продолжительность жизни.
«Десятилетие генетики давно окончилось. Мы добрались до середины десятилетия эпигенетики. В этой области молекулярной биологии сегодня происходит все самое важное и самое захватывающее», — объяснил мне Рудольф Йениш из знаменитого Уайтхэдского института (Кембридж, США), немецкий первопроходец в области генной инженерии и исследования стволовых клеток, многолетний кандидат на Нобелевскую премию.
И, как считает Томас Йенувайн, возглавляющий секцию эпигенетики Института иммунобиологии Общества Макса Планка во Фрайбурге, мы находимся в преддверии формирования нового биологического мышления, в преддверии перехода к «постгеномному обществу». Ведь новая отрасль генетики — связующее звено между окружающим миром и генами, которое так долго искали ученые. Она наконец лишает оснований дискуссию о социогенетизме и биогенетизме,[2]которая вот уже сто лет движет этой наукой. Вопрос о том, какие свойства мы унаследовали от предков, а какие приобрели под влиянием воспитания, культуры и взаимодействия с внешней средой, в такой форме больше не стоит. Внешняя среда влияет на наследственность и наоборот.
«Эпигеном — это язык, посредством которого геном сообщается с внешней средой», — говорит Рудольф Йениш. И добавляет — именно сложность делает эпигенетику столь увлекательной: «Все геномы ваших клеток одинаковы. Изучив один, вы поймете все. Но у каждого человека есть тысячи разных эпигеномов». Когда все их разнообразие будет изучено, откроются невиданные перспективы для новых исследований и методов лечения.
В конце концов эпигенетика сможет осуществить то, что не удалось ее могущественной матери генетике, — завершить биомедицинскую революцию XXI века.
Второй код
Самое важное, что я хочу сказать этой книгой: не чувствуйте себя марионеткой во власти собственных генов. Поверьте, вы можете изменить свою конституцию, обмен веществ, свою личность. Вопреки утверждениям биофаталистов, снова и снова звучавшим в течение последних десятилетий, наша жизнь не полностью предопределяется наследственностью. Да, существуют биологическая судьба, генетическая программа, управляющая телом и психикой и определяющая, какими нам быть — болезнеустойчивыми, толстыми, долгожителями, предрасположенными к раковым заболеваниям, медлительными, ласковыми, склонными к зависимости или очень умными, однако в значительной степени эта судьба — в наших собственных руках.
Измените стиль жизни — и вы положите начало цепочке биохимических изменений, которые станут незаметно, но неуклонно помогать и вам, и, возможно, всем вашим потомкам до конца их жизни на Земле. Благодаря эпигеномам внешние факторы и последствия нашего собственного образа жизни порой на несколько десятилетий вперед определяют то, что происходит с нами и нашими потомками.
Эпигенетика обусловила прогресс сразу в нескольких областях науки, например в изучении стволовых клеток и в противораковых исследованиях.
Особый интерес представляет влияние эпигенетики на геронтологию. Великая тайна долгожителей кроется, как представляется, не в последнюю очередь в эпигеномах их клеток. Молекулярно-биологические переключатели влияют на так называемую программу продления жизни, которая есть практических у всех организмов, от дрожжей до человека. Эти программы — если они включены — позволяют некоторым из нас сохранить здоровье и бодрость до глубокой старости.
