Влияет ли образ жизни на ДНК?

Могут ли полезные или вредные привычки, диеты и занятия спортом отразиться на детях или внуках? Не аукнется ли потомкам наш недосып или лишние бокалы шампанского — вдруг из-за наших неразумных решений у детей проявится склонность к алкоголизму,  диабет или синдром запястного канала?

В статье ниже приводятся основные аргументы учёных-генетиков, врачей и других специалистов, которые ответили на этот вопрос в разделе «Ask Science» на популярном портале Reddit.

ХОТЯ ОБРАЗ ЖИЗНИ НЕ ВЛИЯЕТ НА СТРУКТУРУ ДНК, ОН МОЖЕТ ОКАЗАТЬ ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ФАКТОРЫ, КОТОРЫЕ РЕГУЛИРУЮТ АКТИВНОСТЬ ГЕНОВ

Это явление называется эпигенетическим наследованием: в зависимости от того, какие факторы влияли на организм в течение жизни, у его потомства могут проявиться или, наоборот, не проявиться некоторые свойства, изначально заложенные в генетический код.

Структура самого генома, передающегося потомку, может быть изменена только во время беременности: плохое питание, стрессы или заболевания, перенесённые матерью в этот период, могут стать причиной мутаций на генном уровне и нарушения структуры ДНК — например, из-за таких мутаций могут родиться дети с лишней хромосомой.

Но эти изменения довольно случайны, возникают не всегда и часто не связаны с образом жизни матери. Это генная аномалия, которую трудно предсказать до зачатия, но сегодня будущих родителей могут предупредить с помощью пренатальной диагностики — в программу исследований входит специальный тест, позволяющий проверить плод на 6000 возможных нарушений в развитии.

ОДНАКО НЕ ВСЕ СВОЙСТВА, ПЕРЕДАЮЩИЕСЯ ОТ РОДИТЕЛЕЙ ПОТОМКАМ, ЗАЛОЖЕНЫ В ДНК

Механизм наследования вне структуры генетического кода изучает специальный раздел науки — эпигенетика. Сам термин был придуман англичанином Конрадом Уоддингтоном в 50-х. Учёный ещё не знал, как устроен геном человека, но догадывался о существовании некоего механизма, который управляет наследственным материалом живых существ. 

В 1990-е годы, когда был расшифрована ДНК человека, исследователи вспомнили про эпигенетику и нашли подтверждения  гипотезам Уоддингтона. Сейчас эпигенетическим (дословно — «надгенным») наследованием называют все изменения, связанные с фенотипом или экспрессией генов, которые проявляются у потомков в первом поколении у живых существ и в нескольких поколениях у клеточных организмов.

УЧЁНЫЕ НЕ ЗНАЮТ, КАК ИМЕННО ПРОИСХОДИТ НАСЛЕДОВАНИЕ У ЖИВЫХ СУЩЕСТВ

Чтобы отследить причины проявления похожих признаков, нужно учесть бесконечное множество факторов: условия, в которых происходил рост и развитие животного, факторы внешней среды, экологию, космическое излучение и так далее.

Исследователи не могут точно сказать, что влияет на экспрессию генов, и если у вас проявляются те же свойства, что у ваших родителей — это не значит, что они передались вам генетически. Возможно, на ваш фенотип влияет климат, ритм жизни в родном городе или потребление продуктов питания, привычных для вашей семьи.

ОСОБЕННО ТРУДНО ОПИСАТЬ МЕХАНИЗМ НАСЛЕДОВАНИЯ ОПРЕДЕЛЁННЫХ ПРИЗНАКОВ И ЧЕРТ ХАРАКТЕРА У ЛЮДЕЙ — в отличие от большинства животных, люди в своём развитии сильно зависят от социума, и на ребёнка в процессе взросления оказывают воздействие его родственники, сверстники, учителя, герои фильмов, принятые в обществе нормы и порядки.

Грубо говоря, если в семье три поколения занимаются спортом, это не значит, что дети наследуют рельефные мышцы генетически: в первую очередь на них влияет воспитание и семейная традиция проводить вечера в спортзале.

Но что если передаваться от поколения к поколению могут не только физиологические характеристики, но и паттерны поведения? Благодаря этому вопросу совсем недавно появилось новое направление — поведенческая эпигенетика. Учёные, работающие в этой сфере, предполагают, что образ жизни родительского организма может повлиять на характер и поведенческие сценарии потомка.

В 2013 году в авторитетном журнале Neuroscience были опубликованы результаты эскпериментов, проведенных на лабораторных мышах: исследователи научили животное бояться запаха вишни (выбор аромата они, кажется, ничем не объясняют), а затем наблюдали проявление такого же страха у потомства этой мыши и даже последующих поколений.

МЫ НЕ МОЖЕМ ТОЧНО ЗНАТЬ, ЧТО ПОСЛУЖИЛО ПРИЧИНОЙ ЭТОМУ: возможно, механизм генетической передачи поведенческих сценариев гораздо более сложен и у мышей проявляется совсем не так, как у людей.

Но биологи говорят, что возможность передавать приобретённые навыки генетическим путём была бы неплохим акселератором эволюции, ведь таким образом более совершенные существа появлялись бы значительно быстрее, чем вследствие случайных генных мутаций. Если верить в то, что природа устроена логично, передача паттернов поведения была бы очень кстати для развития живых существ.

НО ПЕРЕДАЮТСЯ ЛИ ПОТОМКАМ ВСЕ ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ СЦЕНАРИИ, ИЛИ ТОЛЬКО ТЕ, ЧТО БЫЛИ ПОЛЕЗНЫМИ ДЛЯ РОДИТЕЛЬСКОГО СУЩЕСТВА? 

Страх  — это проявление инстинкта самосохранения, который помогает мыши защитить себя и будущее популяции, а привычка употреблять алкоголь, например, имеет прямо противоположный эффект.

Генетики говорят, что присутствие в генеалогическом древе нескольких страдающих алкоголизмом родственников не увеличивает шансы ребёнка пристраститься к выпивке: скорее всего, в его ДНК будет предрасположенность к алкоголизму, но без побуждающего влияния социальной среды этот ген не проявится.

ПОЛУЧАЕТСЯ, ЧТО ОПЫТ, ПОЛУЧЕННЫЙ РОДИТЕЛЯМИ, ВСЁ-ТАКИ МОЖЕТ ПОВЛИЯТЬ НА ПОТОМСТВО, НО НЕ МОЖЕТ ИЗМЕНИТЬ ДНК. 

Так как эпигенетическое наследование открыто совсем недавно, у исследователей не было возможности отследить его на нескольких поколениях людей: сейчас феномен изучают на мышах, структура ДНК которых близка к человеческой, а скорость размножения позволяет отследить экспрессию генов на родителях, детях и внуках. Но вопрос о проецировании результатов экспериментов на людей остаётся открытым.

ЗАНИМАЯСЬ СПОРТОМ ИЛИ СОБЛЮДАЯ ПРАВИЛЬНЫЙ РЕЖИМ ПИТАНИЯ, ВЫ НЕ МЕНЯЕТЕ СВОЙ ГЕНЕТИЧЕСКИЙ КОД, НО ИСПОЛЬЗУЕТЕ ВОЗМОЖНОСТИ, ЗАЛОЖЕННЫЕ В НЕГО ПРИРОДОЙ. 

Можно сравнить это с игровыми приставками: вставляя разные картриджи, вы получите разные результаты, но без самой консоли с определёнными техническими характеристиками картриджи ничего не значат. В любом случае, заботиться о себе и своём здоровье — неплохая идея, даже если выработанные с таким трудом полезные привычки не передадутся вашим детям эпигенетически.