ДНК – эту «молекулу наследственности» – нередко сравнивают с чертежами, по которым «собирается» организм. Что ж, продолжим эту аналогию и зададимся вопросом: можно ли под одному только чертежу представить, как будет работать автомобиль – не модель вообще, а конкретный экземпляр? Теоретически – да, а практически – неплохо бы еще знать, какого качества будут детали, насколько компетентными и добросовестными будут рабочие, в каких условиях они будут машину собирать и т.п. Так вот, выражаясь образно, генетика изучает «чертежи» организмов, а то, как эти чертежи реализуются, как происходит «сборка» – это дело эпигенетики.
Само слово «эпигенетика» («над генетикой») ввел в научный лексикон английский биолог Конрад Уоддингтон, но «права гражданства» новая научная отрасль обрела, когда был исследован механизм метилирования ДНК. Это значит, что к одному из азотистых оснований, из которых состоит ДНК – цитозину – добавляется соединение -CH3 (метильная группа), благодаря чему активность гена оказывается сниженной. Канадский ученый М.Зиф сравнивает метилирование с расстановкой знаков препинания, которое может менять смысл фраз (как в известной притче про «Казнить нельзя помиловать»). Метилирование – лишь один из химических сигналов, которые могут регулировать активность генов, но совокупная их деятельность приводит к тому, что из клеток, образующихся при делении зиготы – поначалу одинаковых – возникают в дальнейшем клетки мозга, печени, мышц и другие.
На экспрессию генов влияют и факторы среды, в которой происходит зарождение и становление организма. Это наглядно проявляется, например, в таком эксперименте: американские генетики Р.Джиртл и В.Уотрелэнд внедрили мышам ген, который придает золотистую окраску агути – грызунам из Южной Америки, несколько напоминающим морских свинок. Но вместе с красивым золотистым цветом потомство генномодифицированых мышек приобрело такие «неприятности», как лишний вес, предрасположенность к раку и сахарному диабету. Устранить все эти последствия в следующем поколении (правда, вместе с новой окраской) удалось, не прибегая вновь к методам генной инженерии: беременным золотистым мышкам давали фолиевую кислоту – и «опасный» ген оказался благополучно «выключенным» у их потомства (теперь понятно, почему беременным дамам не надо спорить с гинекологами, которые прописывают фолиевую кислоту в таблетках).
Более того, мощным эпигенетическим фактором оказалась даже… забота о потомстве: она контролирует метилирование генов, которые отвечают за формирование рецепторов к кортизолу в гиппокампе в экспериментах те крысы, чьи матери мало о них заботились, вырастали боле нервными и боязливыми, чем их сверстники, имевшие «счастливое детство». И не надо думать, что это «работает» только у крыс: выяснилось, что у людей, недополучавших в детстве родительской любви, даже гиппокапм меньше по размеру. А ведь гиппокапм отвечает не только за эмоции, но и за память, внимание… так стоит ли родителям ругать ребенка за двойки, если они были неласковы к нему с рождения?
Это лишь два примера эпигенетических механизмов – а их множество, и далеко не все еще изучены, ведь эпигенетика – отрасль молодая. Но уже сейчас ясно, насколько прав немецкий нейрофизиолог П. Шпорк: «Нам самим и нашим родителям в значительной мере предоставлено решать, куда направить свой геном — а возможно, даже геном своих потомков».
