Эффекты стресса могут передаваться из поколения в поколение за счет механизмов, не связанных с наследованием генетической информации.

Японские исследователи из Института физико-химических исследований расшифровали механизм, посредством которого эффекты стресса у мух-дрозофил наследуются на протяжении многих поколений. Этот механизм заключается в изменении структуры хроматина - материала клеточного ядра, состоящего из ДНК, РНК и белков.

В последние годы ученые проявляют все больший интерес к феномену эпигенетической наследственности. Смысл этого явления заключается в том, что геном, посредством эпигенетических (химических) меток и других структурных модификаций, передает следующему поколению гораздо больше информации, чем зашифровано непосредственно в последовательности ДНК. В более ранних исследованиях было установлено, что различные стрессовые воздействия индуцируют появление подобных эпигенетических изменений, однако лежащие в основе этого процесса механизмы не были ясны.

[показать]
Схема высвобождения гена, изменающего цвет глаз у мух

Для прояснения этих механизмов исследователи, работающие под руководством Шунсуке Ишии (Shunsuke Ishii), занялись изучением активности фактора активации транскрипции-2 (от англ. activation transcription factor-2, ATF-2), относящегося к семейству факторов транскрипции, регулирующих изменения экспрессии генов в ответ на воздействия среды. Более ранние работы показали, что в отсутствие стресса фактор активации транскрипции-2 блокирует активность определенных генов путем формирования гетерохроматина - плотно упакованного варианта хроматина, состояние которого передается по наследству посредством эпигенетических механизмов.

При изучении мутаций гена фактора активации транскрипции-2 (dATF-2) у дрозофил ученые наблюдали изменения структуры гетерохроматина. Дальнейший анализ показал, что тепловой шок и осмотический стресс на ранних этапах формирования эмбриона также изменяют активность этого гена, который, в свою очередь, высвобождает из гетерохроматина "упакованные" в нем соседние гены. Это может приводить к появлению у организма новых признаков, передающихся следующим поколениям. На рисунке схематично, на примере насекомого с мутацией гена dATF-2, изображено высвобождение гена, изменяющего цвет глаз мух с красного на белый.

Исследователи отмечают, что аналогичный ген ATF-2 есть и в геноме человека, поэтому логично предположить, что описанный механизм имеет место и наших клетках. Происходящие при этом эпигенетические изменения могут затрагивать любые процессы и признаки организма, в том числе обмен веществ, поведенческие особенности и предрасположенность к заболеваниям. Возможно, они даже играют роль в росте распространения так называемых "болезней цивилизации" и психических заболеваний. Если это так, то, теоретически, ситуацию можно исправить с помощью существующих препаратов, воздействующих на ферменты, которые модифицируют ген ATF-2 в условиях стресса.