Эпигенетику также можно описать как изучение химических модификаций, влияющих на активацию или приглушение определённых генов, не обусловленное изменениями в последовательности нуклеотидов ДНК. Кроме того, эта область исследует факторы окружающей среды, влияющие на эти модификации (которые также называются "маркерами"), и способы их наследования.
ПОНИМАНИЕ СУТИ ЭПИГЕНЕТИКИ
Эпигенетика исследует различные способы прикрепления химических групп к структуре ДНК. Эти химические группы не изменяют саму структуру ДНК, а влияют на манеру проявления генов, подвергшихся их воздействию. Другими словами, эпигеном (своеобразная химическая «метка», прикреплённая к ДНК) может меняться и выдавать различные реакции, тогда как сама ДНК остаётся неизменной. На протяжении жизни эпигеном выдаёт реакции на процесс старения, особенности питания, окружающую среду, какие-то жизненные обстоятельства и события, а также на некоторые аспекты человеческого развития, и эта реакция может повлечь за собой физические изменения, которые сохранятся надолго.
Эпигенетика – это многогранная и активно развивающаяся область знаний. И общие её принципы обрисованы в следующих фундаментальных концепциях:
Эпигенетические изменения являются совершенно нормальной частью человеческого развития: эпигенетика изучает механизмы, с помощью которых клетки с одной и той же ДНК находят уникальные и индивидуальные способы выражения в процессе развития. Именно эпигенетические маркеры приказывают клеткам головного мозга вести себя как клетки головного мозга, а клеткам кожи – действовать как клетки кожи, несмотря на то, что и те, и другие клетки, конечно же, содержат одну и ту же ДНК.
Эпигенетические изменения могут быть обусловлены питанием, окружающей средой и состоянием здоровья: имеющиеся заболевания и расстройства, а также токсины, исходящие из окружающей среды, могут изменить способы саморегуляции генов. Например, недостаток питательных веществ в детстве может приглушить проявление определённых генов, из-за чего в последующие годы у человека могут развиться различные заболевания. Даже если со временем он начинает хорошо питаться и вести здоровый образ жизни, влияние этих эпигенетических изменений может сохраниться.
Серьёзные и масштабные события в жизни могут изменить манеру выражения определённых генов: результаты исследований говорят о том, что дети, пережившие травму в юном возрасте, могут быть более подвержены биологическим изменениям, которые повлияют на них в последующие годы жизни. Например, у 8-летнего ребёнка, который ежедневно подвергался физическому насилию, могут закрепиться эпигенетические изменения, влияющие на его реакцию на стресс и травмирующие переживания в данный момент. И эти изменения также могут определять его реакцию на стресс во взрослом возрасте.
Изменения в моделях выражения генов могут передаваться по наследству: личные переживания родителей могут закрепиться в виде химических меток, привязанных к генетическому коду, и родители могут передать эти особенности своим детям. Например, у ребёнка алкоголика могут быть обнаружены точно такие же вредоносные эпигенетические изменения, как и у его родителя, злоупотребляющего выпивкой.
Эпигенетические изменения могут быть обратимыми: многие эксперты надеются на то, что исследования в области эпигенетики предоставят информацию, необходимую для разработки лекарств от таких болезней, как рак, диабет и болезнь Альцгеймера. Например, если исследователи смогут выявить специфические комбинации маркеров, влияющие на развитие определённых болезней, они, возможно, смогут обратить вспять процесс активации или приглушения определённых генов.
Исследования в области эпигенетики также дают множество пониманий и озарений, касающихся вечных споров на тему «природа или воспитание». Изучение близнецов помогает выяснить, какую роль играет биология и окружающая среда в человеческом развитии. Идентичные однояйцевые близнецы имеют одинаковые генетические коды – то есть если заболевание развивается только у одного из близнецов, основной акцент делается на исследовании факторов окружающей среды, потому что эпигенетические изменения могли быть активизированы определенными внешними факторами, присутствующими в жизни этого близнеца. Если же болезнь развивается у обоих близнецов, исследователи анализируют биологические и генетические факторы. Такие исследования могут оказаться очень полезными в выявлении причин развития различных заболеваний и формировании стратегий их предотвращения.
ИСТОРИЯ ЭПИГЕНЕТИКИ
Эпигенетика зародилась в середине 20-го века, и в ее основе лежат работы таких учёных как Конрад Х. Уоддингтон и Эрнст Хадорн. В ходе проведения исследований в области генетики и биологии развития Уоддингтон и Хадорн заложили фундамент той области знаний, которая на данный момент обозначается термином «эпигенетика». Несмотря на то, что их выводы были многообещающими, научное сообщество того времени отвергло их работы, и развитие этой области остановилось.
В 1990-тых годах научный интерес к генетической ассимиляции подтолкнул Уоддингтона к возвращению к этой сфере. С тех пор эта область знаний далеко продвинулась вперёд в своём развитии, и результаты проводимых исследований продолжают снова и снова указывать на связь между эпигенетикой и различными психическими и физическими проблемами. Научное сообщество надеется на то, что более тщательное изучение этой связи поможет найти эффективные способы лечения и предотвращения различных заболеваний.
ЭПИГЕНЕТИКА И ПСИХИЧЕСКОЕ ЗДОРОВЬЕ
Эпигенетика непосредственно связана с обретением и сохранением психического здоровья. В ходе исследований были выявлены эпигенетические механизмы, которые потенциально могут привести к развитию психических расстройств и появлению прочих ментальных проблем. Эти эпигенетические изменения могут быть связаны с развитием таких состояний и расстройств, как:
- Шизофрения
- Нарушения интеллекта
- Аутизм
- Посттравматический стресс
- Болезнь Альцгеймера
- Проблемы, связанные с настроением
- Злоупотребление алкоголем
- Депрессия
- Тревожность
В дополнение ко всем этим открытиям, результаты исследований также указывают на то, что дети родителей, переживших насилие, неподобающее обращение или пренебрежение в собственном детстве, могут унаследовать от них эпигенетические модификации, которые стали следствием этого неподобающего обращения. И различные злоупотребления в прошлом тоже могут повлиять не только на психическое состояние самого родителя, но и отразиться на наследственности его ребёнка. Травмирующие переживания часто оставляют молекулярные «шрамы», которые закрепляются на ДНК человека, влияя на его развитие и психическое состояние на протяжении всей жизни.
Эти открытия могут обеспокоить некоторых индивидуумов, но на самом деле они очень полезны, потому что они явно указывают на важность предотвращения чрезмерного стресса – ведь среди его возможных последствий также есть негативные эпигенетические изменения. Возможно, в будущем ученые смогут использовать эти открытия для предотвращения и лечения определённых состояний и расстройств психического здоровья.