Раньше нам уже приходилось на форуме касаться эпигенетики. Но в последние годы она становится все более актуальной. Еще лет 10 назад этот термин скромно пытался обратить на себя внимание. А сегодня начинается настоящий бум. Думаю, пора ей отвести отдельную тему. Не ругайтесь за повторение, но не все участвовали в предыдущих обсуждениях.
ЭПИГЕНЕТИКА
Пару слов о том, что это такое. Из школьного курса биологии мы помним, что есть генотип и фенотип какого-либо представителя флоры или фауны. Два генетически идентичных субъекта, развивающиеся в разных условиях, могут сильно отличаться друг от друга (будут обладать разным фенотипом). Однояйцовые (гомозиготные) близнецы могут приобрести предрасположенность к разным заболеваниям.
Так вот эпигенетика (в буквальном переводе «надгенетика») как раз и занимается изучением факторов, влияющих на формирование конкретного фенотипа.
Примеры
1. Знаете, почему фирмы, оказывающие услуги населению по клонированию домашних животных, отказываются клонировать кошечек (именно женского пола)? Да потому что не удается воспроизвести их окрас. В чем тут дело? Дело в том, что за окрас отвечает пара хромосом, которая у женских и мужских особей отличаются. У женщин ХХ (одна от матери, вторая от отца), а у мужчин XY (Х – от матери, а Y – от отца). Так вот природа посчитала, что две одинаковые хромосомы для женщины – излишество. Более того их одновременная работа вредна. В итоге одна из Х-хромосом дезактивируется. При этом выбор которую из них (материнскую или отцовскую) дезактивировать происходит случайно. В результате сохраняет активность часть материнских и часть отцовских Х-хромосом. Окрас получается пёстрым. Это – характерный пример эпигенетического воздействия на внешний вид особи.
2. А про фенотип самих клеток и говорить нечего. Здесь сплошная эпигенетика. Достаточно упомянуть, что все клетки обладают одинаковым геномом. А как при этом они сильно отличаются друг от друга! Сравним, например, клетку печени, клетку крови и нейрон. А чем же вызвано такое сильное отличие друг от друга? Да только тем, что в разных клетках заблокированы разные гены. Получается, что мы можем меняя блокировки превращать клетки друг в друга?
3. В 5-дневном эмбрионе человека все клетки одинаковые: это эмбриональные стволовые клетки (ЭСК). В процессе развития происходит их специализация. Каким образом? Блокировка одних генов приводит к одной линии, других генов – к другой. В результате у клеток разных видов формируются разные профили блокировки. Если в клетках поджелудочной железы активны гены, отвечающие за выработку поджелудочного сока, то в других клетках эти гены должны быть заблокированы. Причем гены сами вырабатывают механизм блокировки. Но правильность и эффективность блокировки зависит не только от генов, но и от фона, внешних условий, в которых этот процесс происходит, то есть от эпигенетических факторов.
4. Большинство мутаций, приводящих к различным заболеваниям, в том числе раку, связаны не столько с нарушением в генах, сколько с аномальной блокировкой. Очень плотно эпигенетикой начали заниматься онкологи. Именно аномальная блокировка является причиной некоторых видов рака. Эпигенетические исследования позволяют находить способы ранней диагностики и борьбы с раком.
Эпигенетика подбрасывает новые идеи создания эликсира вечной молодости.
Мне кажется очень интересным рассмотреть эпигенетические факторы, определяющие специализацию стволовых клеток эмбриона.
1. Что определяет момент и выбор специализации стволовой клетки на каждом этапе специализации?
2. Чем определяется выбор механизма деления стволовой клетки? Когда она будет делиться симметрично, а когда асимметрично?
Может быть здесь и лежит решение задачи периодического размножения своих собственных стволовых клеток? Напомню, я ставил перед собой задачу: раз в год обеспечивать кратковременное симметричное деление стволовых клеток, позволяющее поддерживать их количество на необходимом уровне для сохранения молодости.