В поисках причин старения: эпигенетика

Рубрика: Химия и биология
308

Эпигенетика — относительно молодая наука. Понимание важности эпигенетики пришло в конце прошлого столетия, когда сразу в нескольких лабораториях были получены удивительные результаты по наследуемости приобретенных признаков. Так, Ренато Паро и его коллеги из университета Базеля подвергали мутантных (желтоглазых) дрозофил тепловому воздействию, после чего те меняли цвет глаз с желтого на красный и производили такое же красноглазое потомство. Причем эти изменения сохранялись в течение еще трех поколений. Сотрудники университета Дьюка Р. Джиртл и Р. Уотерленд добавляли в корм генетически измененным мышам-агути пищевые компоненты, содержащие большое количество метильных групп, влияя тем самым на уровень метилирования ДНК. После чего желтые и толстые мышиные «монстры» становились нормальными и рожали несколько поколений нормальных мышей.

Для тех, кто, возможно, впервые встречается с таким термином, как «метилирование ДНК», скажем о нем несколько слов. Метилирование (т. е. присоединение к цитозиновому основанию ДНК метильной группы одного атома углерода и трех атомов водорода, — СН3) представляет собой способ регулирования активности генов. С помощью метилирования происходит подавление активности гена — после присоединения метильной группы к цитозину данный ген блокируется, и синтез белка на нем становится невозможным. Это своего рода «заглушка», которую организм использует, деактивируя те или иные гены, работа которых в данный момент ему не нужна или может представлять опасность.

Так как все наши клетки содержат одинаковую ДНК, эпигенетическое управление активностью генов имеет первостепенное значение при установлении специализации клеток во время развития организма и в последующем функционировании генома. Эпигенетика посредством своих механизмов (таких как метилирование цитозина и ацетилирование гистонов) управляет работой генома, изменяя структуру хроматина и «включая» или «выключая» гены в нашей ДНК.

Установлено, что с возрастом происходит общее снижение уровня метилирования ДНК. То есть множество генов, которые были «заглушены» и молчали в детском и молодом возрасте, к старости начинают проявлять свою активность. Последствия такой активности сегодня еще только изучаются. Но уже сейчас имеются данные, которые говорят о потенциальной опасности этого явления. Так, довольно большая часть метилированного генома чело- века (по некоторым данным, до 90 %) приходится на подвижные элементы ДНК (ретротранспозоны). Некоторые вирусные агенты, такие как аденовирус или вирус гепатита В, попадая в наш организм, также могут подвергаться блокированию посредством метилирования. Характерный для человека ретротранспозон Alu из-за ослабления его метилирования в старости может начать перемещаться по геному, создавая свои копии и вставки и нарушая этим нормальную работу генов. Подобные неконтролируемые перемещения ретротранспозонов несут в себе немалую опасность и могут быть причиной нескольких патологий. Наибольшие потенциальные неприятности связаны с тем, что из-под «метильного» контроля могут выйти протоонкогены со всеми вытекающими последствиями...

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.