Все больше данных свидетельствует о том, что экологические стрессы могут вызвать изменения в экспрессии генов, которые передаются от родителей к потомству, что делает «эпигенетику» широко изучаемой темой. Эпигенетические модификации не затрагивают последовательность ДНК генов, но изменяет скручивание ДНК и экспрессию генов. Новое исследование ученых Университета Санта-Круз показывает, как эпигенетическая память передается из поколения в поколение и от клетки к клетке в процессе развития.
В исследовании, опубликованном в журнале Science, описаны эксперименты, в которых ученые опирались на хорошо известную эпигенетическую модификацию — метилирования гистона H3. Метилирование конкретной аминокислоты (лизин 27) в гистон Н3 встречается у всех многоклеточных организмов от человека до аскариды.
«Долгое время продолжались дискуссии о том, что метки метилирования могут быть переданы через клеточное деление из поколения в поколение, и мы сейчас доказали, что так оно и есть», — утверждает соавтор исследования Сьюзан Стром (Susan Strome), профессор молекулярной, клеточной и эволюционной биологии Университета Санта-Круз (США).
В лаборатории вывели червей с мутацией, которая побеждает фермент, ответственный за метилирование, затем их скрещивали с обычными червями. Ученые отслеживали судьбу мутаций: эмбрионы от мутантных яйцеклеток, оплодотворенных нормальными сперматозоидами, содержали шесть метилированных хромосом и шесть немаркированных хромосом. По мере развития эмбрионов клетки повторяли хромосомный рисунок. Исследователи обнаружили, что, когда отмеченные хромосомы реплицируются, две дочерние хромосомы остаются маркированными. Однако без фермента, необходимого для метилирования гистонов, метки разбавляются с каждым делением клетки.
Стром отметила, что выводы данного исследования о механизме передачи метилирования гистонов имеют важное значение для изучения живых организмов, потому что все животные используют один и тот же фермент для создания метилированной метки как сигнал о репрессии генов.
«Трансгенерационное эпигенетическое наследство еще нерешенный вопрос, — утверждает она. — Существуют десятки потенциальных эпигенетических маркеров. У нас есть конкретный пример эпигенетической памяти, которая передается дочерним организмам, но это лишь часть головоломки».
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Gaydos, Laura J.; Wang, Wenchao; Strome, Susan (2014) H3K27me and PRC2 transmit a memory of repression across generations and during development // Science — vol. 345 (6203) — p. 1515-1518
Врач кардиолог, терапевт, врач функциональной диагностики АО «СЗЦДМ» (г. Санкт-Петербург), редактор и автор статей
