Работы последних лет заставляют ученых расширять взгляды на механизмы наследственности. В статье, опубликованной в Nature Communications, утверждается, что определенная диета отцов повышает вероятность возникновения пороков развития у детей.
После того, как была расшифрована структура ДНК, и выяснилось, как и для чего происходят ее гомологичная рекомбинация и удвоение, сформировалась генетическая концепция наследования. Напомним, что, согласно этой концепции, ДНК хранится в клетке, упакованной в парные хромосомы, одна хромосома из пары у каждого организма, практикующего половое размножение, от одного родителя, другая – от другого. При созревании половых клеток между хромосомами происходит гомологическая рекомбинация – парные хромосомы обмениваются своими соответствующими участками, при этом образуются две новые хромосомы, в которых нет никакой новой генетической информации, но зато старая перетасована. В новой хромосоме могут оказаться некоторые гены от отца, а некоторые от матери. Новые хромосомы по одной попадают в созревающие половые клетки, и хромосома той клетки, которой повезет участвовать в оплодотворении, достанется новому организму.
Хромосомы – это специальным образом упакованные двухцепочечные молекулы ДНК, генетическая информация в них записана «четырехбуквенным» кодом. Получается, что вся наследственная информация передается из поколения в поколение с минимальными изменениями – мутациями и определяет дальнейшее развитие организма практически полностью.
Однако сложно было отрицать тот факт, что организм определяется не только генами, ведь даже однояйцевые близнецы со временем становятся менее похожи друг на друга, а болеют зачастую и вовсе разными болезнями. Исследования показали, что не только гены могут влиять на организм, но обратный процесс тоже возможен. Были открыты эпигенетические механизмы наследственности. Дело в том, что далеко не все гены, записанные в ДНК, одновременно активны (то есть происходит синтез соответствующего гену белка), а активные не обязательно активны одинаково. За включением, выключением и интенсивностью работы генов как раз и следят эпигенетические механизмы. Они химически модифицируют ДНК и белки, в которые молекула ДНК упакована.
До недавнего времени считалось, что эпигенетические метки не могут передаваться по наследству, что на самых ранних этапах развития все такие метки аннулируются. Но, похоже, это все-таки не так. Неделю назад мы писали про работу, в которой на эпигенетическом уровне наследовалось умение лучше распознавать запах, который мыши самого первого поколения воспринимали как сигнал опасности.
До сих пор много говорилось о важности диеты беременной матери для здоровья потомства. Многим беременным или планирующим беременность в ближайшем будущем женщинам врачи советуют принимать витамин B9 – фолиевую кислоту и некоторые ее производные. Его употребление снижает риск развития патологий у плода. Фолиевая кислота задействована в организме в реакциях с участием метильных групп – одной из основных эпигенетических меток.
Оказалось, что содержание витамина в диете отцов тоже влияет на здоровье потомства. У самцов мышей на диете со сниженным содержанием витамина В9 оказался повышен риск рождения детенышей с аномалиями развития. При анализе эпигенетических меток ДНК сперматозоидов и плаценты оказалось, что более 300 генов метилированы не так, как в случае нормальной диеты. Среди этих генов были гены, отвечающие за эмбриональное развитие, и гены, связанные с повышенным риском рака, диабета, аутизма и шизофрении.
Так что не только будущим матерям следует обращать пристальное внимание на образ жизни и меню, но и отцам.
