Ученые поняли, как вредные привычки отца влияют на работу ДНК детей
Ученые раскрыли механизмы, определяющие передачу так называемой эпигенетической памяти, благодаря которой растения приспосабливаются к засухам, а дети – иногда становятся генетическими "заложниками" вредных привычек и плохих условий жизни отца и даже дедушек, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.
Генетический материал человека и всех других живых существ с обособленным клеточным ядром упакован в особые белки-гистоны, которые удерживают свернутую ДНК на месте и влияют на "считываемость" отдельных генов.
В последние годы генетики находят все больше намеков на того, что эта "обертка" ДНК участвует в передаче информации между поколениями и позволяет животным и растениям быстрее приспосабливаться к новым условиям среды, и проблемы с "перезаписью" особых меток на ее поверхности оказались связаны с предрасположенностью к гомосексуальности и суицидам среди людей.
Сара Кимминс (Sarah Kimmins) из университета Макгилла в Монреале (Канада) и ее коллеги выяснили, как происходит передача подобных меток, которых ученые называют эпигенетической памятью, от отца к его сыновьям и дочерям.
Для этого ученые вырастили популяцию мышей, у которых был особым образом изменен ген KDM1A, отвечавший за удаление эпигенетических меток на гистонах во время роста будущих сперматозоидов и яйцеклеток. Кимминс и ее коллеги поменяли структуру этого участка ДНК таким образом, что его активностью можно было управлять, заставляя производимый им белок активнее очищать поверхность гистонов от меток.
Используя подобных мышей, ученые проверили, что произойдет с их потомством, если почти все подобные метки будут удалены из сперматозоидов. Результаты эксперимента оказались крайне наглядными — мышата, зачатые при помощи подобных половых клеток, почти поголовно страдали от серьезнейших дефектов развития, аномалий в устройстве скелета, и многие из них даже не доживали до рождения. Все это произошло по той причине, что работа более двух тысяч генов была резко изменена по причине отсутствия меток на их поверхности.
Что интересно, подобные эффекты присутствовали и среди потомства выживших мышат из первого поколения, чьи гены KDM1A не активировались при помощи химических сигналов. Это означает, что поломка эпигенетических меток у их "дедушек" влияла на здоровье сразу двух последующих поколений грызунов.
Столь масштабные последствия "очистки" ДНК от эпигенетической памяти, как утверждают Кимминс и ее коллеги, свидетельствуют о том, что подобная форма передачи информации играет критическую роль в продолжении рода, эволюции человека и животных, и развитии различных болезней, в том числе и предрасположенности к раку, диабету и прочим заболеваниям.