Клуб выпускников МГУ: эпигенетика

К вопросу о том, передаются ли жадность, чванство, эгоизм половым путем. То бишь наследуются ли "генетически".

В основном этот пост продиктован тем, что у меня завтра journal club. Я себе выбрала статью по заданной теме и ее пососала. Она оказалась интересная, о чем и хочу рапортовать. Статья называется Conserved epigenetic sensitivity to early life experience in the rat and human hippocampus, кому интересны оригналы. А писать я буду не как положено, а как в голову взбредет. Ибо я тут отдыхаю.

В [молекулярно-биологической] науке есть два типа данных (информации, идей, сформулированных понятий): те, про которые все практически точно уверены, что они правда, и те, про которые все напряженно думают, что конкретно все это означает. Большая часть данных первого типа, как правило, публикуются нормальным ~~русским~~ английским языком в научных обзорах, которые заказываются всяким видным ученым, у которых за плечами репутация, и выглядят, например, так: "прогресс последних лет в биологии и физиологии сиртуинов". То есть в этом случае можно быть относительно уверенным, что тема сиртуинов окажется более или менее правильно раскрытой и будет отражать мнение большей части научного сообщества (и соответствовать истине). Данные второго типа могут быть опубликованы начинающими молокососами и как правило сильно углубляются в детали (например, описание кучи совершенных экспериментов с каким-нибудь одним маленьким конкретным белком, что-нибудь очень конкретное). В таких статьях обычно берется за основу какая-нибудь поддерживаемая всеми учеными идея (например, что эволюция точно существует) и на ее основе высказывется гипотеза, не вступающая в противоречие с основным массивом известной и подтвержденной информации, а дальше представляются данные, свидетельствующие в пользу этой гипотезы. При этом интерпретация этих данных может быть различной, и все начинают напряженно думать, что конкретно все это означает.

Так вот.
По поводу этой статьи есть данные первого типа. А именно: одной ДНК для счастья мало и сам по себе изначальный генетический код какого-нибудь конкретного человека навряд ли вообще скажет хоть что-то вразумительное относительно характера, образа жизни и сопутствующих заболеваний этого человека (если только там, в ДНК, не закралась изначально какая-нибудь сильно большая ошибка типа потеряли нафиг пол-хромосомы). Потому что характер и заболевания определяются в громадной куче случаев не тем, какая была ДНК, а тем, как она взаимодействовала с окружающей средой, куда попали и что повыбили повреждающие факторы, какие гены "замолчали" или наоборот, оказались повышенно экспрессируемыми и какой в результате всего этого оказалась судьба отдельных клеток. Так, рак не заложен в ДНК изначально, а вызывается сочетанием воздействий факторов окружающей среды: радиации, воздействия химических веществ, стресса, вирусов и бог знает еще чего. Нервные клетки не исключение, они тоже реагируют на внешние воздействия и живут и развиваются в соответствии с тем, в какой среде находится их владелец. Уже одно это говорит о том, что передача эгоизма по наследству в стиле "о, я вижу у него в ДНК эгоизм!" невозможна по определению, хотя бы потому, что в ДНК не заложено даже то, что родившийся индивидуум будет вообще разговаривать на каком-либо земном человеческом языке. Язык, вместе со всеми сопутствующими последствиями вроде того, как человек будет воспринимать мир, что будет для него приемлемым, что неприемлемым, какая у него будет мораль, убеждения, какая религия и так далее, к ДНК, генетическому коду самой первой клетки, не имеет ну практически никакого отношения.

Другое дело, что воздействие на это самое ДНК начинается еще в утробе, и как именно там дальше все идет, остается большим вопросом. Во всяком случае, внимания стоит тот факт, что употребление алкогольной и табачной продукции беременной женщиной однозначно оказывает влияние на плод. И заболевания, перенесенные во время беременности, тоже оказывают. И диета беременной тоже оказывает. И эмоции беременной тоже.

Поэтому к моменту появления человека на свет мы уже имеем вполне себе кучу результатов взаимодействий ДНК плода с окружающей средой. И это не есть предмет споров в научном мире, это данные, относящиеся к первому типу.

А в статье был проведен интересный эксперимент. Взяли мозги (конкретно - гиппокамп) 12 самоубийц из Банка Мозгов Самоубийц Квебека, подвергавшимся в детстве насилию, и 12 - не подвергавшимся (одинакового пола, возраста и т.д.) и сделали карту метилирования ДНК в области гена NR3C1 (область в 6.5 миллионов пар оснований).
Метилирование ДНК - это как раз одно из эпигенетических изменений, накладываемых поверх ДНК-кода и заставляющее этот код работать определенным образом. Оно заключается в присоединении метильной (CH3) группы к цитозину и имеет огромную важность в развитии болезней и в развитии человека во взрослую особь вообще. Например, рак сопровождается начальным аномальным гипометилированием ДНК и последующим гиперметилированием определенных областей. Метилирование, как правило, означает репрессию ("замолчание") генов.
Ген NR3C1 - это ген, кодирующий глюкокортикоидный рецептор GR, который связывается с кортизолом и другими глюкокортикоидами и регулирует гены, ответственные за развитие, метаболизм и иммунитет. В последнее он привлек внимание своим участием в нейроэндокринных процессах, стрессовом ответе и депрессии. Слева от него находится область (которая тоже попала в исследование на предмет метилирования), содержащая гены протокадгеринов, кои подозреваются помимо прочих своих функций в том, что участвуют в формировании болезни шизофрении.

Кроме того, были взяты также данные по крысам из двух таких же групп, в которых плохое обращение в детстве соответствовало пониженной заботе и отсутствию вылизывания с материнской стороны, и тоже сделаны карты метилирования в той же (содержащей ген глюкокортикоидного рецептора) области. На основании сравнения карт метилирования у крысы и человека авторы статьи делают предположение, что метилирование в этих областях в ответ на условия воспитания в детстве - эволюционно сохранившийся механизм.

Метилирование человеческой ДНК в указанной области. После большой полоски темно-серой хрени ниже есть темно и светло серая полоска. Она описывает разницу между метилированием ДНК у обоих групп. В ней темно-серое - это высокое метилирование у тех, кто подвергался в детстве насилию, а светло-серое - тех, кто не подвергался. Ниже две полоски (одна под другой) с вертикальным штрихованием. Первая - это высокая метиляция у не подвергавшихся, а вторая под ней - у подвергавшихся. Видно, что "скученная" область вертикальных штрихов у первых справа от NR3C1, а у вторых - слева.

Условия воспитания в детстве отражаются на поведении и болезнях в последующей жизни как у животных, так и у человека. Так, разница в количестве материнского ухода у детенышей крыс провоцирует разницу в поведении и мозговых функциях, в частности стрессовом ответе. У людей также были отмечены корреляции между плохим обращением в детстве и последующими психопатологиями во взрослом возрасте. Существуют факты, свидетельствующие о том, что молекулярные механизмы (например, эпигенетические изменения в клетках мозга) могут служить в качестве "памяти" о детском опыте. Например, было обнаружено, что если детенышей крыс подвергать плохому обращению, то это приводит к изменению паттерна метилирования гена BDNF, ответственного за поддержку уже существующих нейронов и за формирование новых. Следует заметить, что в ответ на плохое обращение метилируется очень много разных генов, а не один и не несколько. Было показано, что несколько сот разных генов по-разному экспрессируются в гиппокампе крыс, которых выращивает незаботливая кормилица.

В исследовании было сделано предположение, что, раз видна хорошая параллель между плохим обращением в детстве и поведенческими реакциями во взрослом возрасте у крыс и у человека, то интересно было бы сравнить метилирование одинаковых (они не совсем одинаковые, но достаточно эволюционно сохранившиеся) регионов генома человека и крысы. Действительно, были найдены похожие паттерны метилирования. Сделано предположение, что это метилирование - эволюционно сохранный механизм, вид "памяти" клеток мозга.

Кому ну оооочень интересно точные подробности, читайте оригинал.

----
Короче, у этого есть куча интересных выводов. Во-первых, по-моему, для компьютерщиков и любителей уподоблять мозг компьютеру. Потому что тут обнаруживается как минимум не один уровень памяти, то есть память не на уровне клетка-клетка, нейрон-нейрон, а еще один, на уровне внутри самих клеток.

Во-вторых, по-моему, это практически готовый (ну хорошо, не совсем готовый, но уже в пределах видимости) инструмент для точного определения, как родители обращались с ребенком. К вопросу об этой. Как ее. Юстиции.

В-третьих, писателям и фантастам можно не особенно кривя душой фантазировать на тему терапии воспоминаний и изменения личности путем химического воздействия. Хотя, конечно, если б мы че-то реальное щас могли сделать с метилированием, мы во-первых вылечили бы рак. Но все равно. По-моему интересно. Можно, например, вообразить себе такое: выпил какой-нибудь блокатор метилтрансферазы, направленно действующий на клетки мозга, и бац, невосприимчив к унижениям! Или че-нибудь типа того.