Книга Эффект микробиома. Как способ рождения ребенка влияет на его будущее здоровье - Алекс Уэйкфорд

До сих пор мы говорили о прямой передаче микробов следующим поколениям по материнской линии. Эпигенетика – это область знания, где понятие наследования усложняется. Сейчас мы собираемся обсудить еще один микроэффект, также происходящий во время родов.

Упрощая, можно сказать, что эпигенетика изучает включение и выключение генов, определяющих нашу внешность и черты характера, тенденции нашего поведения, предпочтения и неприятия, нашу предрасположенность к определенным генетическим заболеваниям и все остальные аспекты нашей человеческой индивидуальности. Мы наследуем гены от наших родителей. По данным сайта Музея науки Великобритании, человек рождается с 24 000 генов: «Это немного больше, чем у шимпанзе или мыши, но ничего выдающегося» [80].

Более того, на протяжении жизни наши 24 000 генов не изменяются. Мы рождаемся с тем же самым набором генов, с которым умираем. Так же неизменна структура наших генов. С другой стороны, экспрессия генов может меняться на протяжении жизни.

Представьте себе, что каждый человек рождается с тысячей световых выключателей внутри, которые или включены, или выключены. Какие-то факторы могут много раз послужить триггерами для активации одних выключателей и выключения других. Именно это происходит с генами: огромный воображаемый эпигенетический перст включает или выключает гены, множество генов за один раз. Ученые говорят, что, когда ген включается, происходит его экспрессия. Если включение не произошло – это означает, что не произошло экспрессии гена.

Так что же заставляет гены включаться и выключаться? Факторы окружающей среды, такие как воздействия химических загрязнителей, изменения в питании и образе жизни, даже изменения температуры и другие внешние стрессоры (об этом говорится в документе, опубликованном в журнале Nature Review Genetics) «в действительности имеют долгосрочное влияние на развитие, обмен веществ и здоровье, иногда даже у представителей следующих поколений» [81].

Когда речь идет о том, что у кого-то есть генетическая предрасположенность к чему-то, подразумевается, что этот человек унаследовал потенциально проявляющуюся особенность от своих кровных родственников (например, предрасположенность к определенному генетическому заболеванию или особенностям поведения), но это вовсе не означает, что у этого человека обязательно произойдет экспрессия этого конкретного гена. Вероятность экспрессии зависит от того, будет ли человек взаимодействовать с триггерами, которые включают этот ген. Область воздействия триггеров и есть сфера интересов эпигенетики.

Жаклин Тейлор, доцент Йельского университета и заместитель декана факультета этнокультурного разнообразия, объясняет эпигенетические механизмы следующим образом: «Нам известно, что многие заболевания передаются по наследству от родителей детям. Если у одного из родителей есть факторы риска для какого-то заболевания, у ребенка также могут присутствовать эти факторы риска в зависимости от того, какие именно гены были унаследованы от этого родителя. С точки зрения эпигенетики мы рассматриваем не изменения в этом конкретном гене, а изменения над геномом, которые могут запустить экспрессию гена по другому сценарию».

Например, человек мог унаследовать мутацию гена, связанную с развитием определенного заболевания. Под мутацией мы подразумеваем, что есть изменения в последовательности ДНК, что приводит к отличию определенного гена у этого человека от генов у большинства других людей. Это не означает, что у этого человека в течение жизни обязательно разовьется данное заболевание, речь идет лишь о том, что человек больше предрасположен к этому, чем тот, у кого данной мутации нет. Но вероятность развития заболевания зависит от присутствия или отсутствия триггеров, включающих или выключающих генные мутации. Напомним, что триггеры в основном находятся в окружающей среде, вне организма человека. Нечто вокруг человека определяет, произойдет ли развитие заболевания [82].

Рассмотрим однояйцевых близнецов. У них идентичный геном, то есть их наборы из 24 000 генов абсолютно одинаковые. Однако один из близнецов в течение жизни может заболеть определенным неинфекционным заболеванием (например, депрессией, сахарным диабетом или раком груди), в то время как другой останется здоровым. По словам Тима Спектора, руководителя исследовательской группы по изучению близнецов в Королевском колледже в Лондоне, «в каждом случае мы обнаруживаем гены, которые включаются у одного из близнецов, но остаются выключенными у другого. Это часто определяет, разовьется ли у них то или иное заболевание» [83]. Так, провоцирующий фактор окружающей среды может включить ген сахарного диабета, депрессии или рака у одного близнеца, в то время как второй близнец, никогда не подвергавшийся воздействию этого фактора (или если данный триггер воздействовал на него по-другому), никогда не заболеет этими болезнями.

В экспериментах с мышами, являющимися носителями гена агути (ген, который делает мышей чрезвычайно чувствительными к эпигенетическим изменениям), идентичные близнецы с одинаковым набором генов могут иметь совершенно разный цвет шерсти и массу тела. Те из пар близнецов, у которых включили ген агути, вырастали желтыми и с ожирением, в то время как вторые из пар с выключенным геном агути имели коричневый цвет шерсти и нормальную массу тела. Доктор Дэвид М. Дж. Дуль и его коллеги из Стэндфордской школы медицины в США в 1994 году опубликовали исследование в журнале Nature Genetic, которое показало, что мыши могут быть «генетически идентичными, но эпигенетически разными» [84]. Нечто в окружающей среде желтых мышей с ожирением заставляло их ген агути включаться. Следущая статья в Nature Education, появившаяся в 2008 году, обсуждала более широкие аспекты этого исследования, в том числе то, какие факторы вешней среды могли выступать триггерами для включения гена агути. Одним из подозреваемых триггеров выступал бисфенол А, химическое вещество, встречающееся в предметах из пластика [85].