imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Category:

Ал. Бухбиндер «Уроки жизни по наследству?»

Лаборатория профессора Ларри Фейджа из Медицинской школы университета Тафт в Бостоне занималась изучением генов семейства RAS, белки которых участвуют в передаче сигналов от клетки к клетке. Важность этих генов связана с тем, что если мутация меняет какой-нибудь из них так, что он все время остается включенным, то соответствующие клетки получают непрерывные сигналы на размножение и могут переродиться в злокачественные. Такие мутации генов RAS были обнаружены в 25 — 30% всех видов опухолей у человека, а в некоторых видах эта цифра достигает 90%. Вот почему интенсивное изучение генов этого семейства и поиск препаратов, блокирующих их вредной действие, идет во многих лабораториях мира, и группа профессора Фейджа специализировалась на исследовании специфической роли генов RAS в нервных клетках.
Исследователям удалось установить, что в мозгу эти гены связаны с долговременной памятью и что блокировка некоторых из них нарушает такую память у подопытных мышей. Двигаясь дальше, ученые обнаружили любопытную деталь: оказалось, что если мышь с блокированным (как говорят, «нокаутированным») геном RAS поместить на две недели в «обогащенную» обстановку, то есть в клетку с большим количеством мышиных «игрушек», где есть возможность играть с другими мышами, то у мыши восстанавливается нормальная память. Это, однако, происходит лишь в том случае, если мышь еще совсем молодая, в «доподростковом» возрасте, когда ее мозг еще достаточно пластичен.
Поскольку некоторые другие исследователи показали ранее, что изменение условий среды, окружающей мышь во время беременности, влияет на свойства ее потомства, профессор Фейдж решил проверить, проявится ли такое влияние и в том случае, когда мышь помещена в «обогащенную» среду задолго до беременности. В поисках ответа он вырастил мышей, которые прошли «обогащенную» среду в детстве, до взрослого состояния, потом спаривал их с обычными мышами и изучил свойства потомства. Результаты оказались настолько неожиданными, что исследователи сочли необходимым их опубликовать.
статья Фейджа сообщала, что свойства, приобретенные мышью в ходе ее жизни, передаются по наследству ее потомкам, а это, как многим, наверное, известно, является главным тезисом конкурирующей с дарвинизмом теории Ламарка.
По Ламарку, изменение животного мира идет путем наследования потомками признаков, приобретенных родителями в ходе их жизни. Примитивная иллюстрация этого тезиса такова: самый первый, еще короткошеий жираф вытягивал шею, чтобы достать высоко растущие листочки, поэтому его потомки рождались с уже немного вытянутой шеей и в ходе своей жизни вытягивали ее еще немножко больше, а их потомки еще больше и так далее, вплоть до современного длинношеего жирафа. А что же играло роль такого жирафа и его шеи в опыте Фейджа?
Вот как выглядел его эксперимент. Для начала была выведена специальная линия мышей с «нокаутированным» геном RAS. В результате такого блокирования все мыши этой линии страдали дефектом памяти. В отличие от нормальных мышей, они не запоминали клетку, в которой их ударяли током. Они были «беспамятны». За тем половину этих мышей (самок и самцов) в детском возрасте помещали на две недели в «обогащенную» среду, а вторую половину оставляли в обычной среде. Как и в предыдущем опыте Фейджа, у мышей, прошедших такое стимулирование, память восстанавливалась, а мыши второй половины группы оставались «беспамятны». Затем всем мышам группы давали повзрослеть до половой зрелости и перекрестно спаривали с обычными самцами и самками.
Понятно, что потомок любой пары должен был обладать тем же дефектом памяти, что и один из родителей, потому что получал от этого родителя нокаутированный ген. Но сенсационный результат эксперимента состоял в том, что потомки тех самок, которые в детстве прошли стимулирование в «обогащенной» среде» и восстановили память, тоже обладали памятью.
Подобно нормальным мышам, они тоже запоминали клетку, в которой их ударяли током. Это означало, что они унаследовали свойство (восстановление памяти), которое их матери приобрели в детстве. Это результат выглядел вполне «поламарковски», только роль жирафов в нем играли нокаутированные мыши, а вместо вытянутой шеи потомкам передавалась по наследству восстановленная (с помощью «обогащения» среды) память.
Понятно, почему статья Фейджа и его сотрудников вызвала массу откликов. Но основ дарвинизма она тем не менее не поколебала. Об этом сразу же сказал сам Фейдж, это подчеркнули все серьезные комментаторы. И это легко увидеть. Если бы унаследованное потомками свойство (восстановление памяти в результате стимулирования) содержалось в генах, оно было бы передано и от прошедшего стимулирование отца, то есть от самца. Но, как показал эксперимент, оно передается только от самки, то есть от матери. Более того, эксперимент показал, что даже от матери оно передается лишь в том случае, если она рожает не позже, чем через три месяца после стимулирования. Дело явно выглядит так, словно это свойство запечатлевается только в каких-то органах или тканях самки, но и тут этот отпечаток постепенно исчезает, и тогда самка уже не может передать это свойство потомку. Иными словами, наследование приобретенного за время жизни свойства явно идет не через гены (в генах, добавим, оно бы сохранялось пожизненно).
Как же это может происходить? И что это за органы или ткани, которые какое-то время сохраняют следы приобретенного признака и способны (в течение этого времени) их передать?
Почти очевидно, что в такой передаче участвуют те органы и ткани, в которых растет будущий потомок, а это значит — матка и плацента. А механизм такой «внегенной» передачи известен давно и называется эпигенетическим. Вот простейшая иллюстрация этого механизма на другом примере. Все молекулы ДНК, содержащие наши гены, окутаны в клетках защитными белками. Если окружающая среда содержит избыток химического соединения метила и он проникает в клетки, то некоторые метильные группы усаживаются на эти защитные белки. Тогда белки слегка разворачиваются, доступ к некоторым генам становится свободнее, и эти гены энергичней включаются в работу.
Напротив, если на защитные белки усаживаются химические группы ацетила, белки свертываются плотнее, доступ к определенным генам становится затрудненным, и они выключаются из работы. В зависимости от расположения тех или иных меток в клетках данного организма, в нем по разному работают разные гены. И эксперименты показывают, что в некоторых случаях то специфическое расположение меток, которое свойственно организму, выросшему в определенной среде, передается по наследству — у потомка распределение работающих и выключенных генов такое же, как у родителя.
Легко понять, что эпигенетический механизм передает не то, что содержится в генах, а то, что «над генами» и зачастую заполучено от среды. В таком случае это приобретение ненадежно. Например, если потомок окажется в другой среде, расположение его меток постепенно станет иным.
Не случайно эпигенетическая передача признаков, как правило, действует в пределах одного, максимум двух поколений, потом унаследованный таким образом признак «гаснет» и исчезает. В опытах Фейджа наблюдалась именно такая картина: память, при обретенная мышью в «обогащенной» среде, передавалась только одному поколению потомков — в третье поколение этот признак уже не переходил, и внуки такой мыши рождались с дефектной памятью. Это доказывает правоту разъяснения Фейджа: «Перед нами просто еще один случай эпигенетической передачи признака — скорее всего, с помощью каких-то гормонов, которые на время появились у матери в результате пребывания в «обогащенной» среде и перешли в процессе беременности в мозг эмбриона». Под воздействием этих гормонов в мозгу эмбриона тоже произошло восстановление памяти — но у него самого эти гормоны уже не появились, и передать их своим потомкам он поэтому не мог.
…. А открытие профессора Фейджа может иметь любопытные последствия, если окажется, что и человеческие матери, побывав в определенной среде, могут таким вот образом влиять на умственное развитие своих детей
.
«ЗС» Январь 2010

Tags: II мир, Наука и ЖестЪ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 1 comment