Эпигенетические метки в клетках тех, кто в полной мере ощутил на себе экономический кризис 30-х годов, указывают на ускоренное старение.

Эпигенетические метки — это молекулярные инструменты, позволяющие надолго изменить активность гена. Ключевое слово тут «надолго»: ген под эпигенетической регуляцией может, например, уснуть в какой-нибудь ткани на многие годы, если не на всю жизнь. Под изменением активности имеется в виду не просто то, что ген включён или выключен полностью — будучи в принципе активным, он может активничать сильнее, или слабее, или совсем слабо; градация активности может быть довольно большой.

Безработные в очереди за бесплатным хлебом во время Великой депрессии — часть мемориала Франклина Рузвельта в Вашингтоне. (Фото: Tom Mills / Flickr.com) 

Метка может представлять собой химическую метильную группу, прикреплённую прямо к ДНК, — тогда говорят о метилировании ДНК, и такое метилирование приходится учитывать белкам, работающим с ДНК. Либо же метка садится на белки-гистоны, которые то упаковывают ДНК, делая её недоступной для работы с ней, то распаковывают. Химические метки на гистонах могут быть разными и эффект от них тоже разный.

Эпигенетические механизмы подгоняют работу генов под условия среды, причём под такие условия, которые действуют долго. То есть одно дело, когда мы только что съели пирожное, у нас в крови сразу повысился уровень сахара и клетки тела должны этот сахар поглотить, и другое дело, когда мы такие пирожные съедаем по три штуки на завтрак, обед и ужин. Эпигенетические изменения не всегда идут на пользу, особенно, когда условия среды оказываются не очень хорошими. Считается, что многие хронические заболевания, вплоть до онкологических, подкреплены эпигенетическими аномалиями. Старение тоже влияет на рисунок эпигенетических меток, по которым можно понять, насколько быстро стареет организм.

Один из самых известных примеров того, как эпигенетическая регуляция надолго меняет активность человеческих генов под действием негативных факторов среды, обнаружили у людей, рождённых в Нидерландах во время широко известного голода 1944 года — впоследствии их настигли различные расстройства, связанные с нарушением обмена веществ. Причина, очевидно, была в плохом питании матерей, которые их вынашивали. Другой пример, также с человеческой ДНК, описан в недавней статье в PNAS: в ней сотрудники Висконсинского университета в Мадисоне анализируют эпигенетическое метилирование ДНК более чем у восьмисот людей, рождённых в США во время Великой депрессии, то есть в 30-е годы прошлого века.

Экономический кризис в разных штатах был неодинаков, где-то страдали больше, где-то меньше. Оказалось, что у тех, кто родился в штатах, особенно пострадавших от Великой депрессии, метилирование ДНК указывает на более быстрое старение. Причём эти метки ускоренного старения появились не после рождения, не в детстве, не в юности, а именно во время внутриутробного развития. На что именно отреагировали тогда механизмы эпигенетической регуляции — на проблемы с питанием, на психологический стресс, или на что-то ещё, — пока неясно, да и вряд ли это можно выяснить, всё-таки тут нужны подробности того, как в то время жила семья конкретного человека, у которого анализируют эпигенетику.

Про эпигенетические метки обычно говорят, что они наследуются, то есть те особенности регуляции генов, которые возникли у родителей, переходят к их детям и даже внукам. Однако тут нужно помнить, что большинство работ здесь выполнено на животных. О том, как наследуются эпигенетические особенности у людей, известно очень немного. Есть некоторые данные, что метаболические нарушения, спровоцированные голодом через эпигенетические механизмы, могут переходить к детям и внукам. Но как тут работает эпигенетика, сказать трудно, а распространять «животные» результаты на людей всё-таки нужно с очень большой осторожностью.