Що таке епігенетика око планети інформаційно-аналітичний портал
Популярність епігенетики не дуже відповідає тому, як до неї ставляться в науковому світі. Багато дослідників вважають, що це всього лише новий термін для позначення давно відомих молекулярно-клітинних явищ.
Але чим активніше епігенетика завойовує уми і серця широкої аудиторії, тим обережніше про неї висловлюються власне фахівці. На думку деяких, в науковому світі досі немає чіткого визначення, що ж вважати епігенетикою, і, на жаль, в такому невиразному вигляді термін вийшов за межі лабораторій. Зазвичай під епігенетикою розуміють сукупність змін (і процесів, що призводять до цих змін), які надовго змінюють активність генів, але при цьому не змінюють послідовність ДНК. Наприклад, всі клітини однієї конкретної людини володіють однією і тією ж ДНК. Відмінності ж між клітинами обумовлені тим, які гени активні і наскільки активні.
Головні епігенетичні способи, що змінюють активність генів: модифікація гістонів, змінюють упаковку ДНК, метилювання самої ДНК і залучення мікрорегуляторних РНК. (Малюнок AJC1.)
Якісь зміни в генетичній активності відбуваються у відповідь на зміни в навколишньому середовищі, і тоді ген, наприклад, подвоює свою активність, а коли потреба в такій інтенсивній роботі відпадає, повертається до звичайного стану. Інші зміни залишаються з кліткою на все життя - зазвичай це стосується деяких фундаментальних аспектів її життєдіяльності, наприклад, спеціалізації. Тобто ген, який відповідає, за приналежність клітини до епітеліальних клітин, буде працювати в ній весь час. Більш того, точно так же будуть обстоять справи і в дочірніх клітинах. Якраз в таких випадках і згадують епігенетика, бо вважається, що епігенетичні модифікації, як і генетичні зміни, переходять з покоління в покоління.
Однак, якщо ми подивимося на звичайні зміни в генетичній активності, то виявимо, що причиною їм служать спеціальні регуляторні білки. Ці білки взаємодіють з регуляторними послідовностями в ДНК, що і призводить до активації або стримування роботи тих чи інших генів. Наприклад, білок REST пригнічує роботу генів, необхідних для роботи нейронної ланцюга, якщо клітці не судилося стати нейроном. У разі епігенетичних модифікацій ми стикаємося зі схожою ситуацією, але тут регуляторну роль виконують гістони - білки-пакувальники ДНК. Залежно від власних модифікацій гістони можуть або сильно упакувати ДНК і тим самим заархівувати містяться в ній гени, або, навпаки, послабити свою хватку і дозволити генам працювати.
Проблема в тому, що і тимчасові, і постійні зміни в активності генів часто залежать від одних і тих же білків, в тому числі від гістонів. Тобто в гістонові епігенетика як ніби немає нічого специфічного. А тому багато вчених, навіть корифеї начебто Джеймса Уотсона, вважають, що немає ніякої спеціальної епігенетики - є лише різні прояви генетичної регуляції. У відповідь на це апологети епігенетики пропонують називати її ім'ям навіть ті випадки генетичної регуляції, які виражаються в короткочасному зміні генетичної активності. Тобто якщо ген вранці працював слабо, днем - сильніше, а ввечері знову слабо, то це теж епігенетична регуляція. Ми опиняємося перед методологічним і частково філософським питанням, коли потрібно чітко визначити поняття, предмет обговорення - але при цьому ясно, що визначення епігенетики навряд чи потрібно шукати в широкій суспільній дискусії. (Варто також зауважити, що при широкому трактуванні поняття воно втрачає специфіку і гостроту - виходить, що для загальної регуляції генів просто придумали новий термін.)
У епігенетики є ще одна особливість, пов'язана з успадкуванням епігенетичних модифікацій. Короткочасні зміни в активності генів не передаються у спадок. Більш того, багато епігенетичні, довгограючі зміни теж не переходять наступним поколінням: при дозріванні статевих клітин такі модифікації просто обнуляються. Однак є клас модифікацій, які виникають у відповідь на вимоги середовища і при цьому можуть перейти до нащадків. Такі модифікації виникають в результаті метилювання ДНК, іншого основного епігенетичного процесу. Метильние групи впливають на активність генів і залишаються на ДНК і при дозріванні статевих клітин, і навіть після запліднення. Раз з'явившись, вони вкрай неохоче зникають і супроводжують організм протягом усього життя.
Втім, здоровий глузд, по-видимому, взяв верх. Вчені, що брали участь в дискусії, вказали, що, по-перше, ми знаємо про людську епігенетика (і взагалі про епігенетика ссавців) занадто мало, щоб будувати такі амбітні плани. А по-друге, не варто розраховувати на те, що епігенетичні модифікації зможуть перекроїти вашу біологію. Все-таки це, скажімо так, надбудова над генетичною «скрижаль», і якщо говорити про хвороби, то епігенетичні модифікації можуть змінити ймовірність появи того чи іншої недуги, але лише на кілька відсотків. Чи можна пояснити якісь особливості роботи людської психіки за допомогою епігенетики? Наприклад, коли дитяча психологічна травма проявляється у цілком дорослої людини - не в епігенетичних чи модифікаціях тут справа? Дуже може бути. Проблема, однак, у тому, що подібні речі можна пояснити і з точки зору старої доброї - молекулярної - генетики.
Словом, різноманітні міждисциплінарні гіпотези з приводу епігенетики, якими вже встигли потурбуватися деякі психологи, соціологи і навіть юристи, при всій невизначеності самого поняття, змушують згадати відомий заповіт Оккама - той самий, що говорить: «Без необхідності не слід стверджувати багато».
Підготовлено за матеріалами Ars Technica.