Я — не моя ДНК. Генетика предполагает, эпигенетика располагает - Эстейер Манель

Если мы вернемся к примеру из предыдущей главы о различных человеческих популяциях, то увидим, что группа с большим числом эпигенетических вариаций — группа из Черной Африки, жители которой исторически были первыми людьми: все люди, обитающие на планете Земля, происходят от них, и у них было больше всего времени, чтобы измениться.

С другой стороны, если мы изучим, какие гены и межклеточные коммуникации, кроме уже упомянутого цвета кожи, отличают разные группы людей, то найдем два любопытных участка, связанных с чувством вкуса и чувствительностью к инфекциям.

Это связано с эпигенетическими изменениями во вкусовых рецепторах, которые миллионы лет назад позволили людям адаптироваться к новым продуктам, найденным во время первых миграций, и различать, что можно потреблять, а что смертельно опасно или ядовито. Таким же образом те люди, что должны были (и сейчас им тоже приходится) соседствовать с определенными микроорганизмами, научились сосуществовать с ними, что и происходит с вирусом Эпштейна — Барр и кишечной палочкой. Как говорится в знаменитой пословице: «С волками жить — по-волчьи выть».

А теперь обратим свой взор на наших ближайших родственников. Уверены, что каждый раз, когда вы приходите в зоопарк и смотрите на новорожденных шимпанзе, вы думаете: «Какой милый! Ну совсем как младенец». Правда ведь? Все мы так делаем, и на самом деле мы не далеки от действительности: у людей и шимпанзе 99 % генома совпадает. И несмотря на то, что говорят последователи отрицания теории эволюции, это факт: эволюционно у нас один и тот же отец и одна и та же мать. Однако мы отличаемся от них во многом, чем-то более очевидно, чем-то — менее.

Как вообще можно представить себе такую степень схожести нашей ДНК?

Эпигенетика снова является ключом к разгадке, так как исследования нашей команды ученых, как и других наших коллег, доказали следующее: несмотря на то что для определенного гена последовательности ДНК могут быть одинаковыми, наша ДНК (то есть ДНК Человека разумного) в сравнении с ДНК других человекообразных приматов, таких как шимпанзе, гориллы, орангутаны или бонобо (карликовых шимпанзе), эпигенетически регулируется по-другому, в особенности из-за изменений метилирования ДНК.

И снова эпигенетика приходит на помощь.

Обоняние — орган для выживания

Вот, пожалуйста, еще один пример на обсуждаемую тему, на этот раз связанный с запахом.

Наш геном, так же как и геном шимпанзе, обладает многочисленными генами обонятельных рецепторов. У приматов все они активированы для того, чтобы различать самые слабые запахи и определять тип приближающегося хищника или местонахождение того самого вкусного фрукта. У нас, наоборот, большая часть этих обонятельных рецепторов выключена по причине мутации (генетического изменения, так как уже многие тысячелетия мы не используем этот ген) или метилирования (эпигенетического изменения, потому что раньше нам все-таки было необходимо различать эти запахи).

Объяснить это просто: в современном обществе мы уже не различаем большинство веществ и организмов по запаху, потому что зрение стало основным органом восприятия, а также потому, что из-за сосредоточения запахов (мыло, духи, шампуни и разнообразные загрязнения) со временем становится все сложнее использовать обоняние и отличать одни запахи от других.

Проще говоря, мы почти не используем обоняние, оно атрофировалось, метилировалось.

А вот шимпанзе все еще остро в нем нуждаются, потому что им необходима способность воспринимать угрожающие запахи, запахи продуктов, которые могут быть токсичными, запахи приближающихся хищников… И поэтому они сохраняют чувство обоняния неметилированным.

В качестве заключительного аккорда хотелось бы привести пример, демонстрирующий обратное: гены, связанные с передачей нервных импульсов и речью, не метилированы у людей, и поэтому мы обладаем этой «активированной» (обозначим это таким образом) возможностью, в то время как у приматов эти функции выключены и неактивны.

Вывод: людям необходимо говорить, чтобы общаться, обезьяны этого не делают, зато их обоняние невероятно развито в сравнении с нашим, таким образом, в сражении за способности восприятия между людьми и приматами результатом будет ничья: 1 (обоняние) — 1 (речь).

Или, как говорится: «Ежели где-то что-то убыло, то где-то что-то должно прибыть непременно».

А сейчас повторим

Идея Ламарка о том, что приобретенные в течение жизни особи признаки передаются ее потомству, была опровергнута, и многие годы, вплоть до недавнего времени, научное сообщество считало, что только генетические мутации, произошедшие в гоноцитах (яйцеклетках и сперматозоидах), могут передаваться следующим поколениям.

Однако последние исследования эпигенетического наследования, другими словами, способов, которыми приобретенные одной особью эпигенетические метки могут передаваться следующему поколению, способствуют пересмотру некоторых выводов Ламарка с целью встроить их в более полную теорию эволюции видов.

Так как у людей и приматов общий предок, большая часть наших геномов совпадает. Однако эти гены работают неодинаково: некоторые более активны у людей и выключены у шимпанзе, и наоборот. Так, хотя те же самые гены активны в тех же самых зонах мозга человека и шимпанзе, их активность будет различной. Сотни или даже тысячи расхождений влияют как на функционирование, так и на развитие мозга, что может объяснить, почему мозг человека больше и наделен большим интеллектом.

Одно исследование доказало, что гены, которые не подвержены метилированию в человеческом мозге, связаны с большей восприимчивостью к неврологическим, психическим и даже онкологическим заболеваниям.

Есть два хорошо изученных вымерших вида: неандерталец и денисовский человек. Ученые смогли изучить не только их геном, взяв ДНК из окаменелых костей, но и их эпигеном. Как ни странно, было доказано, что между этими древними людьми и современными людьми существуют различия в метилировании ДНК. Эти различия находятся в основном в генах, функция которых заключается в управлении развитием конечностей (гены HOXD), что объясняет анатомические различия между нами и нашими вымершими родственниками.

Глава 7

Настоящая разница между мужчинами и женщинами не в том, о чем вы подумали

Геном мужчин и женщин совпадает… Хорошо, это не совсем так: ДНК ядра обычной человеческой клетки делится на 23 пары хромосом, как у мужчин, так и женщин, но есть одна пара хромосом, только одна, которая не совпадает с другими: женщины обладают парой Х-хромосом, а мужчины — одной Х-хромосомой и одной Y-хромо-сомой. Не будем шутить про то, что находится в Y-xpo-мосоме… хотя надо признаться, сдерживаемся с трудом.

Что представляется точным, так это то, что Y-хромосо-ма является фрагментом Х-хромосомы и в сравнении с другими хромосомами, которые составляют геном, ее размер крайне мал: настолько, что у некоторых самцов других видов она совсем исчезла из-за естественного отбора, что заставило многих ученых заподозрить, что и с нашим видом может произойти то же самое в очень далеком будущем.

К каким последствиям может привести исчезновение Y-хромосомы?

Не очень понятно. Дело в том, что непонятно даже, находится ли эта предельно важная для мужской фертильности хромосома под угрозой исчезновения. Недавнее исследование Калифорнийского университета в Беркли раскрыло секрет того, что же все-таки произошло с маленькой Y-хромосомой, состоящей всего из 27 генов, в ходе уже упомянутого естественного отбора: мало-помалу она избавлялась от менее важных, ненужных или неиспользуемых генов, чтобы остаться с теми, которые имеют значение и играют важную роль в организме. Так, согласно этому исследованию, отбор направлен не на избавление от лишнего, а на сохранение того, что действительно важно.