Гены влияют на многие аспекты жизни — на внешность, поведение и выстраивание взаимоотношений в социуме, на риски тех или иных заболеваний. Однако это влияние не одностороннее: окружающая среда тоже может воздействовать на гены, причем это можно проследить как в эволюционном масштабе, так и на протяжении жизни отдельного организма.

Классический пример с сиамскими кошками. Они имеют специфичный окрас: их нос, уши, лапки, хвост и яички (у котов) черные, а основная часть тела светлая. Цвет их шерсти — генетическая мутация, обусловленная влиянием среды: в более холодных частях тела лучше работает фермент, отвечающий за создание меланина (пигмента), поэтому эти места чернеют, а вот основная часть тела имеет температуру на 2-3 градуса выше, поэтому она светлая. Если намеренно растить сиамского кота в холодной среде, то он очень быстро изменит цвет — станет намного темнее. И наоборот — жизнь при высоких температурах сделает его шерсть более светлой. Так что окрас этих котов зависит от генов, но также зависит и от среды.

Это работает и в нашей жизни. Сигналы, которые мы получаем извне, «ловит» наш организм и «читает» как инструкцию, по которой выстраивает ход работы. Эти сигналы сообщают ему, что, как и когда нужно делать, какие процессы запустить, а каким дать команду «стоп». И на воздействие факторов внешней среды он дает реакцию в виде разных изменений в своей структуре или функциях.

Глобальное повышение температуры всего на 1,5 градуса уже сказалось на генах растений, животных и человека. Экологи из Университета Флориды (США) утверждают, что изменение климатических условий повлияли на экспрессию 60% генов всех организмов. Особенно это коснулось животных, чьи физиологические характеристики зависят от температуры окружающей среды: например, определение пола у рептилий (крокодилов, черепах, ящериц), расцветка и размер тела у животных, обитающих в воде и на суше, длина крыльев и клюва у некоторых птиц. Изменения, связанные с глобальным потеплением, отражаются на способности этих животных выживать и размножаться. Это коснулось и растений — некоторые из них оказались неспособными адаптироваться к экстремальным температурам. Целые экосистемы на генетическом уровне реагируют на изменения климата, и все это грозит своими последствиями для людей: по прогнозам американских ученых, глобальное потепление будет связано с увеличением числа вредителей, снижением урожайности в сельском хозяйстве, непредсказуемыми изменениями в рыболовстве и вспышками болезней.

Воздух в городах развивающихся стран представляет собой сборную солянку из разнообразных газов и мелких твердых частиц. Ученые предполагают, что загрязнение воздуха может каким-либо образом изменить работу наших генов, однако связь между химическими веществами и процессами на генно-клеточном уровне изучена слабо (хотя исследование этого и набирает все большие обороты). Например, канадские специалисты из Университета Британской Колумбии считают, что даже непродолжительное вдыхание загрязненного дизельными выхлопами воздуха хоть и не меняет генетический код человека, но заставляет активироваться нежелательные гены. И все же, отмечают те же ученые, чтобы это утверждать, требуется изучить эту проблему глубже.

Источник: amp.ukrainianwall.com

Но вот о чем уже можно с уверенностью говорить, так это о механизме эпигенетического наследования — когда из-за негативных изменений, произошедших на генетическом уровне в результате влияния плохой экологии, может пострадать здоровье будущих детей. Плохое качество воздуха, вдыхаемого беременными женщинами, может стать причиной мутаций на генном уровне и нарушений структуры ДНК у эмбриона. Например, из-за таких мутаций могут родиться дети с лишней хромосомой.

За последние годы во многих исследованиях изучалась взаимосвязь между воздействием химических веществ окружающей среды и эпигенетическими эффектами, и были выявлены несколько токсинов, которые могут изменить эпигенетические метки. Среди таких — бисфенолы, содержащиеся в пластике и эпоксидных смолах, фталаты, входящие в состав виниловых напольных покрытий, пластика, перфторхимикаты, использующиеся для создания антипригарного покрытия на посуде, пестициды, гербициды, соли тяжелых металлов и проч.

С содержанием бисфенола, например, делают бутылки для воды, линзы для глаз, зубные пломбы, CD и DVD-диски, бытовую и медицинскую технику, а эпоксидными смолами покрывают внутреннюю сторону жестяных консервных банок. Ученые из Института экспериментальной медицины РАН провели эксперименты с разными линиями человеческих клеток и продемонстрировали, что длительный контакт с бисфенолом может подавлять метилирование ДНК — важнейший механизм регулирования экспрессии тех или иных генов. А раз вещество влияет на это, то может нарушать естественный ход данного процесса, уверены они. Другие исследования уже показали, что избыточное содержание бисфенола в организме чревато появлением разных проблем — от лишнего веса до нарушений в репродуктивной системе и рака, так что изменения на генном уровне также вполне реальны.

Источник: www.vladtime.ru

Доказано также опасное влияние фталатов на организм новорожденных: в ходе экспериментов на мышиных моделях и людях удалось установить, что повышенное содержание этих веществ в организме беременной негативно изменяет реакцию организма младенца на вакцинацию. Другой эксперимент показал, что воздействие фталатами на мать во время беременности снижает экспрессию инсулиноподобного гормона 3 и производство тестостерона у ее ребенка, из-за чего у того не развиваются яички.

Значительные модификации эпигенома может вызывать пестицид винклозолин. Это доказали американские ученые из Университета Небраски и Университета Ратгерса  и показали еще один яркий пример эпигенетического наследования. В ходе эксперимента беременным крысам добавляли в еду винклозолин и наблюдали, как это отразится на их детях. Оказалось, что у детей-самцов с возрастом возникали проблемы с качеством и количеством сперматозоидов. Причем этот эффект сохранялся на протяжении четырех поколений лабораторных животных, а затем исчезал.

Эпигенетические механизмы являются неотъемлемой частью функционирования многоклеточных организмов. Но можно ли обратить негативное влияние среды на эпигеном, чтобы это пошло на пользу организму? — Да. Есть классический пример с мышами агути: под воздействием бисфенола на беременную мать изменился цвет шерсти ее потомков — стал желтым (из-за уменьшения метилирования CpG-островков в ретротранспонируемой последовательности, расположенной выше гена агути). Но самое интересное, что такой эффект изменения эпигенома можно было нейтрализовать путем добавления биологически активных добавок в пищу беременной матери: например, фолиевой кислоты и фитоэстрогена генистеина. Такой корм способствовал возвращению к обычному мышиному фенотипу — серому цвету шерсти. Для человека, считают ученые, тоже возможно найти подобные эффекты (от диеты, упражнений и прочего), но пока что эта область еще исследуется.

Новые открытия в области эпигенетики, которых с каждым годом становится все больше, всем нам дарят надежду на то, что мы можем преобразиться, и убеждают в том, что мы обладаем властью над генами. И по всей вероятности, в генах большинства людей есть потенциал активной долгой жизни и счастливой личности. И в будущем, не стоит сомневаться, будет найден способ разбудить его.

Фото: sunhome.ru