Фокус на жизнь: Научный подход к продлению молодости и сохранению здоровья - [27]
Эпигеном — то самое связующее звено между окружающим миром и генами. «Это язык, посредством которого геном общается с внешней средой», — говорит молекулярный биолог Рудольф Йениш. И продолжает: «Все геномы ваших клеток одинаковы. Изучив один, вы поймете все. Но у каждого человека есть тысячи разных эпигеномов» [2]. Это делает эпигенетику очень сложной наукой, но тем интереснее: количество научных публикаций по эпигенетике с каждым годом растет в геометрической прогрессии, к тому же полным ходом развивается проект Human Epigenome Project по изучению всего разнообразия эпигеномов. Если ученым удастся создать хотя бы приблизительную картотеку всех возможных схем метилирования ДНК, то у них появится шанс лечить даже самые сложные заболевания. Почему приблизительную? Да потому, что эпигеном изменчив: на протяжении жизни человека он динамично реагирует на сигналы внешней среды, поэтому может и не иметь конечной цифры [3].
Проще всего понять, насколько велико эпигенетическое влияние на человека, можно на примере однояйцевых близнецов, которые на момент рождения имеют идентичную ДНК. Если принять идею генетической предрасположенности (т. е. все болезни имели бы генетическую природу), то у близнецов была бы совершенно одинаковая экспрессия генов — это значит, что они страдали бы от одних и тех же заболеваний, протекающих всегда в одной и той же форме. Однако известно, что у одного из них может вовсе не проявиться заболевание, а вот у другого, напротив, возникнут симптомы.
Подтверждает этот вывод исследование, которое провели эксперты из Национального онкологического центра в Мадриде (Испания) [4]. Они изучили 40 пар однояйцевых близнецов в возрасте от трех до 74 лет. Как оказалось, в юном возрасте, когда близнецы жили вместе, ходили в одну и ту же школу, ели примерно одинаковую пищу, их эпигеномы были очень похожи. Но чем старше они становились, тем больше находилось различий. С трех до 50 лет эта разница увеличилась в четыре раза.
Дело в том, что, несмотря на изначально идентичную ДНК, близнецы с возрастом стали вести неодинаковый образ жизни, подвергать себя разным внешним воздействиям, увлекаться различными вещами — все это сказалось на том, что их гены проявили себя по-разному.
Так происходит и с нами: стоит только изменить стиль жизни в ту или иную сторону — сразу запустится цепочка биохимических изменений на эпигенетическом уровне, которые могут как навредить, так и принести пользу, как испортить здоровье, так и продлить жизнь.
Второй код позволяет нам осмысленно управлять нашей наследственностью. Таким образом, судьба находится не в генах, а в наших собственных руках.
Почти у каждого есть страхи или фобии. А чего боитесь вы? Быть может, пауков или замкнутых пространств, крови или числа 13? Вспомните, чего боятся ваши дети или родители? Похожи ли их страхи на ваши?
От следующей фобии вы вряд ли страдаете. В одном эксперименте Эморийского университета (США) ученые научили мышей бояться запаха ацетофенона, похожего на аромат цветущей вишни [5]. Когда по клетке распространялся запах, грызуны получали небольшой удар током. Из-за этого они начали испытывать страх, едва учуяв ацетофенон. Через некоторое время мыши дали потомство. Оказалось, что их детеныши точно так же реагировали на запах. И следующее за ними потомство тоже боялось аромата вишни. Целых три поколения.
Как потом показало вскрытие, у мышей в генах рецепторов, отвечающих за восприятие запаха, наблюдался измененный профиль метилирования, который влиял на экспрессию генов. Иными словами, «текст» из нуклеотидов не изменился — поменялась лишь активность генов. Эту схему родители передали своему потомству. Страх по наследству!
Речь идет о так называемом эпигенетическом наследовании — передаче приобретенных признаков, обусловленных не мутациями генов, а изменением их активности. Представьте только: еще недавно, в XX веке, говорить о наследовании таких признаков было настоящей крамолой [6]. Традиционно считалось, что при половом размножении гены передаются как последовательность, а особенности их работы каждый раз определяются индивидуально. Но теперь-то мы знаем, что это не так.
Все, что мы потребляем, чем дышим, о чем переживаем, сказывается на активности наших генов, а также генов детей и даже внуков. Метки на ДНК, которые возникают в ответ на стимулы внешней (для клетки) среды, могут остаться в семье на протяжении нескольких поколений. Так, гормоны, нутриенты матери, ее психологическое состояние могут отразиться на работе генов будущего ребенка. То же самое происходит и с отцами: стрессы, стиль жизни, приверженность вредным привычкам способны повлиять на то, как будут функционировать молекулы, «дирижирующие» работой генов его детей. Курильщикам, чрезмерно тревожным людям, любителям жирной или сладкой пищи, а также всем, кто ведет неправильный образ жизни, стоит задуматься о том, что они вредят не только себе, но и здоровью еще не родившихся детей и внуков.
Открытия эпигенетики, в частности эпигенетического наследования, во многом сделаны в результате экспериментов с животными. Все дело в том, что у исследователей не было возможности отследить это явление на нескольких поколениях людей (эпигенетика выделилась в самостоятельное направление лишь в начале XXI века), поэтому так много опытов на круглых червях, плодовых мушках и грызунах и так мало на человеке. И все же ученые настаивают: полученные результаты можно применить к людям: во-первых, наши структуры ДНК очень похожи, а во-вторых, речь идет о базовых, фундаментальных процессах, протекающих в клетках.
Книга посвящена жизни и творчеству выдающегося советского кристаллографа, основоположника и руководителя новейших направлений в отечественной науке о кристаллах, основателя и первого директора единственного в мире Института кристаллографии при Академии наук СССР академика Алексея Васильевича Шубникова (1887—1970). Классические труды ученого по симметрии, кристаллофизике, кристаллогенезису приобрели всемирную известность и открыли новые горизонты в науке. А. В. Шубников является основателем технической кристаллографии.
Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.
Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.
Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.
«Занимательное дождеведение» – первая книга об истории дождя.Вы узнаете, как большая буря и намерение вступить в брак привели к величайшей охоте на ведьм в мировой истории, в чем тайна рыбных и разноцветных дождей, как люди пытались подчинить себе дождь танцами и перемещением облаков, как дождь вдохновил Вуди Аллена, Рэя Брэдбери и Курта Кобейна, а Даниеля Дефо сделал первым в истории журналистом-синоптиком.Сплетая воедино научные и исторические факты, журналист-эколог Синтия Барнетт раскрывает удивительную связь между дождем, искусством, человеческой историей и нашим будущим.
Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.