Кристина Берндт - Устойчивость. Как выработать иммунитет к стрессу, депрессии и выгоранию

Когда речь идет о процессах, которые определяют активность тех или иных генов, что наделяет генетику еще большей властью над нашими жизнями, то это принято называть «эпигенетикой» (epi означает «сверх» на древнегреческом). Это новое направление в биологии получило особую популярность в начале этого тысячелетия.

Наиболее ярким примером силы эпигенетики журналист и автор книги «Второй код: эпигенетика» Питер Спорк считает превращение гусеницы в бабочку: «Это простое червеобразное существо, которое не умеет ничего, кроме как ползать и есть, в каждой клеточке своего тела хранит ровно те же гены, что и это прекрасное животное, которое теперь способно даже летать. Для подобного преображения потребовались лишь изменения в эпигенетической программе. Выходит, у каждой клеточки была и некая другая задача».

Даже если с людьми такие радикальные метаморфозы и не случаются, их генетический материал все равно постоянно изменяется именно за счет эпигенетических процессов. Наш жизненный опыт и внешние воздействия неминуемо оставляют след в нашем организме с помощью десятков тысяч химических маркировок в ДНК.

Ученые уже установили, что на эпигенетические изменения влияет наша диета, жизнь в городе с загрязненным воздухом, прием наркотиков, умственные нагрузки и стресс. Эпигенетические изменения – это «язык, на котором наш генетический материал общается с окружающим нас миром», как говорит биолог Рудольф Ениш.

Однояйцевые близнецы со временем все больше и больше различаются генетически. И это несмотря на то, что, подобно клонам, в момент своего возникновения у них была одна и та же ДНК. Врач и молекулярный генетик Манель Эстеллер сумел доказать, что с течением времени жизнь близнецов становится все более и более разной: в своем новаторском исследовании он сравнивал анализы крови, взятые у сорока пар однояйцевых близнецов, чей возраст разнился от 3 до 74 лет. Как оказалось, в юном возрасте у близнецов эпигенетические паттерны отличались не особо сильно, однако по мере взросления между ними можно было заметить существенные отличия. При этом разница в генетическом материале была больше, если близнецы вели более отличающийся друг от друга образ жизни. «Если один из них курит, принимает наркотики или же живет в городе с плохой экологией, то его эпигенетический профиль будет сильно отличаться от того, что можно обнаружить в другом близнеце», – говорит Эстеллер. Собственно, по словам генетика, весь процесс эпигенетических изменений «очень динамичен».

Степень этой динамичности смогло продемонстрировать исследование, проведенное в 2012 году шведскими учеными – и его результаты удивили даже их коллег-специалистов. Когда ученые-биологи только-только начали привыкать к тому, что человеческий геном вариабелен, шведы представили им свою удивительную находку: они установили, что изменения в наших генах могут происходить за считаные минуты.

Группа ученых под руководством физиолога Джулин Зират провела эксперимент, в рамках которого четырнадцать здоровых, но неспортивных молодых людей в возрасте примерно 25 лет должны были крутить педали на велоэргометре. Всего за двадцать минут спорт изменил генетическое строение их мышечных клеток: в них стало меньше химических маркировок (в виде метильных групп), чем до этого занятия спортом. Ученые установили это, проанализировав крошечные – весом от 50 до 100 миллиграммов – кусочки их мышц, которые они отщипнули от их бедер. «Наши мышцы действительно пластичны», – говорит Джулин Зират, которая и сама была поражена своим открытием.

Однако в целом нам это было понятно и благодаря нашей обычной жизни. В конце концов, сила и форма наших мускулов постоянно адаптируется к тому, какой именно образ жизни ведет тот или иной человек. Спорт делает мышцы твердыми, но если же они оказываются закованы в гипс, то даже у профессиональных спортсменов они в итоге уменьшатся в размере. «Мышцы очень хорошо адаптируются к тем требованиям, что мы к ним предъявляем», – говорит Зират. Однако самое интересное в этой способности мышц к быстрым изменениям – это то, что она основана на эпигенетических механизмах. Физиолог считает, что это разрушение метильных групп следует рассматривать как молекулярный эффект от спортивной нагрузки. Ведь дело не в том, что у неспортивных испытуемых в результате исследования изменились какие-то гены, а в том, что из генетического материала исчезли метильные группы, что стало частью процесса метаболизма организма во время занятия спортом.

Эти процессы являются очень динамичными и, судя по всему, могут начаться у нас в совсем раннем возрасте – а именно пока мы еще находимся в утробе матери. Австралийская исследовательская команда под руководством Джеффри Крейга и Ричарда Саффери смогла дополнить результаты эксперимента своего испанского коллеги Манеля Эстеллера: они исследовали генетический материал однояйцевых близнецов сразу же после их рождения, взяв на пробу их пуповинную кровь и плаценту. Хотя на момент зачатия близнецы были абсолютно идентичны, в момент рождения они уже отличались генетически. Эти изменения, судя по всему, произошли во время их пребывания в утробе. По словам Крейга, они «должны возникать из тех событий, что происходят только с одним из двух близнецов». Выходит, что даже внешняя среда материнской утробы может оказать сильное влияние на то, какие из наших генов будут активными, а какие – скорее всего нет.

Внешняя среда? Разве она не является де-факто идентичной для обоих близнецов, находящихся в одной утробе? «Нет, – говорит исследователь, – у каждого из них своя пуповина, которая снабжает их кровью, чей состав может быть немного другим, а более чем в 95 % случаев они также находятся в своем собственном амниотическом мешке». Кроме того, пока один из близнецов может находиться ближе к сердцу матери, другой может быть отодвинут к желудку. А значит, их внешняя среда может быть различной.

Если такие безобидные мелочи, как замедленное сердцебиение матери или же двадцатиминутная велосипедная тренировка, могут оказывать влияние на наш геном, то насколько большие изменения в ДНК можно ожидать после пережитой травмы или серьезного физического повреждения? «Безумно большие», – говорит канадский невролог Густаво Туреки. Он исследовал геном 41 жителя Квебека на предмет метилирования. 25 из них в детстве столкнулись с жестоким обращением, а остальные 16 – нет. Оказалось, что пережитое насилие было буквально отпечатано на генах тех людей, которым пришлось с ним столкнуться.

У жертв жестокого обращения характерные метилирования были обнаружены в 362 генах. 248 из них были метилированы сильнее, чем у людей из контрольной группы, а остальные – слабее. Сильнее всего разница была заметна по гену ALSIN (ALS2), который можно обнаружить в нервных клетках гиппокампа и который частично отвечает за изменчивость мозга. По словам Туреки, это следствие изменений в поведении в силу столкновения с чем-то страшным.