ДНК решает не всё — биологи объяснили, почему особи с одинаковым геномом вырастают абсолютно разными

Люди и даже животные с абсолютно идентичной ДНК ведут себя по-разному, выбирают разную еду и по-своему реагируют на стресс. Биологи из Германии опубликовали новую концепцию, объясняющую эту индивидуальность: оказалось, что химические метки на нашей ДНК не только управляют жизненным выбором организма, но и сами переписываются в результате этих решений.

Представьте себе двух генетически идентичных мышей (в лабораториях таких пруд пруди). Если посадить их в одинаковые клетки, через некоторое время они всё равно начнут вести себя по-разному: одна будет больше бегать в колесе, другая — строить более сложное гнездо или предпочитать другой угол для сна. Долгое время биологи списывали это на случайные факторы среды, но внушительная команда исследователей из Билефельдского и Мюнстерского университетов (Германия) предложила более элегантное объяснение.

В своей концептуальной статье, опубликованной в авторитетном журнале Trends in Ecology & Evolution, ученые заявляют: ключ к разгадке индивидуальности лежит в двусторонней связи между поведением и эпигенетикой.

Чтобы понять суть, нужно вспомнить, как работает наша генетика. ДНК — это базовая книга рецептов, которая есть в каждой клетке. Но клетка не готовит все блюда подряд. У нее есть «эпигенетические маркеры» — химические модификации (например, метильные группы), которые работают как стикеры и закладки на страницах. Они говорят: «этот рецепт сегодня варим в два раза чаще», а «эту страницу заклеить намертво, она нам пока не нужна». Такие метки не меняют саму последовательность ДНК, но критически влияют на то, как организм выглядит и работает — то есть формируют его фенотип.

Традиционно наука смотрела на это линейно: окружающая среда воздействует на организм → организм адаптируется → появляются новые эпигенетические метки. Например, если животное долго мерзнет, у него активируются гены, отвечающие за рост густой шерсти.

Но немецкие исследователи во главе с эволюционным биологом Денисом Мойтеном (Denis Meuthen) пошли дальше. Проанализировав накопленные массивы данных, они описали двунаправленный процесс — эдакий молекулярный эффект бабочки.

Новая модель работает следующим образом:

1. Исходные эпигенетические метки (возникшие спонтанно или заложенные генетически) формируют уникальные поведенческие предпочтения животного.
2. Под влиянием этих предпочтений особь выбирает себе свою «индивидуальную экологическую нишу». Например, решает мигрировать в другое место, начинает питаться определенным видом насекомых или строит гнездо из специфических материалов.
3. Этот новый, самостоятельно выбранный или измененный мир (новая ниша) начинает по-новому воздействовать на организм.
4. В ответ на это воздействие на ДНК появляются новые эпигенетические метки.

Грубо говоря: ваши химические настройки заставляют вас переехать в более холодный климат, а холодный климат вешает на вашу ДНК новые химические настройки.

Классическая теория эволюции опирается на естественный отбор, который безжалостно отсеивает неудачные мутации в ДНК. Но генетические мутации — процесс долгий и неповоротливый. Если бы виды полагались только на случайный перебор букв в геноме, они бы просто не успевали адаптироваться к быстро меняющемуся миру.

Двусторонняя эпигенетическая модель работает как эволюционный «буфер». Популяция не обязана генетически мутировать, чтобы выжить. Она порождает огромное количество индивидуальностей с разными настройками, которые сами ищут подходящие для себя условия.

Самое интересное здесь — вопрос наследственности. Авторы отмечают, что даже если приобретенные эпигенетические метки не передаются потомству напрямую (через половые клетки), дети всё равно их косвенно наследуют. Каким образом? Через ту самую измененную среду. Птенец, рожденный в необычно утепленном гнезде, которое построили его родители (повинуясь своим эпигенетическим порывам), с первых дней жизни растет в других условиях. И эта измененная среда сформирует уже его собственный уникальный эпигенетический профиль.

Важно отметить, что работа исследователей — это не отчет о конкретном лабораторном эксперименте над одним видом, а большая аналитическая статья, которая обобщает разрозненные данные и предлагает биологам совершенно новую оптику. Если раньше в поведенческих отклонениях от «нормы» часто видели статистическую погрешность или просто шум, то теперь понятно, что эта индивидуальная разница — важнейший механизм выживания и поддержания разнообразия внутри популяций.

Так что, если вам вдруг покажется, что ваша привычка пить кофе только из синей кружки или спать на жестком матрасе — это акт проявления абсолютной свободы воли, просто помните: возможно, это метильная группа удачно легла на ваш геном. Но есть и хорошая новость — решив переехать или сменить привычки, вы можете заставить свои гены работать совершенно по-новому.

Источник: salt.mediasalt.ru

уникальные шаблоны и модули для dle