20.11.2011

Долгая жизнь передаётся по наследству без участия генов

Продолжительность жизни круглых червей, по крайней мере отчасти, находится под эпигенетическим контролем: химические модификации белков-упаковщиков ДНК позволяют продлить жизнь трём поколениям нематод, пишет Nature News.

Давно известно, что облик организма определяется не только генами, но и, если можно так выразиться, внегенетическим «гарниром» — химическими модификациями ДНК или белков гистонов. Существует набор ферментов, которые работают с азотистыми основаниями в ДНК или с гистонами — присоединяют и снимают с них метильные группы. В зависимости от узора метилирования меняется и активность гена, который подвергся обработке. Или того гена, с которым связываются модифицированные гистоны. Всё это входит в понятие эпигенетического кода.

Схемы таких модификаций передаются из поколения в поколение; это и даёт повод говорить об эпигенетическом коде и наследовании. Например, цвет глаз у дрозофил, цвет и симметрия у цветков растений определяются такими внегенетическими факторами, передающимися от родителя к потомкам. Но учёным из Стэнфордского университета (США) удалось найти нечто более существенное: в их экспериментах эпигенетические факторы определяли продолжительность жизни. Правда, объектом исследования были всего лишь черви нематоды.

В статье, опубликованной в журнале Nature, авторы сообщают, что продолжительность жизни червей зависела от того, как метилировались определённые гистоны. В «тексте» самих генов ничего не менялось, всё зависело только от того, как они упакованы. Точнее, от того, модифицированные или немодифицированные гистоны участвуют в их упаковке. Но, что более важно, черви-долгожители производили на свет такое же потомство. И долгожительство сохранялось на протяжении трёх поколений.

То есть речь идёт не о простом изменении в генетической активности, которая постоянно происходит в любом организме, а именно о наследуемом качестве.

Одна из главных загадок эпигенетики — это то, как такие схемы модификации передаются из поколения в поколение. Дело в том, что в половых клетках эпигенетические маркеры счищаются. Но всё говорит в пользу того, что какая-то память о них остаётся. Учёные, специализирующиеся в эпигенетике, говорят о каких-то метаболитах или даже молекулах РНК, помечающих места модификаций ДНК и гистонов, и потом по этим меткам ферменты нового организма восстанавливают метильные модификации. Возможно, с этим связан и не слишком долгий срок такого наследования: к четвёртому поколению нематод этот молекулярный фактор слишком сильно разбавляется между потомками, чтобы поддерживать память обо всех модификациях, необходимых для увеличения продолжительности жизни.

Сейчас учёные пытаются воспроизвести полученные результаты в экспериментах на мышах и рыбах. В более сложных организмах срок жизни, безусловно, находится под более замысловатым управлением, но почему бы и эпигенетическому механизму в этом не поучаствовать?

Кирилл Стасевич

Источники:

1. science.compulenta.ru