Что такое эпигенетика с Нессой Кэри

Замечательно быть здесь, в Королевском институте, и здорово иметь возможность поговорить с вами о эпигенетике. Это очень молодая область биологии, в которой происходит множество передовых открытий. Некоторые из этих открытий вытекают из очень простых вопросов, что мне очень нравится. Я считаю, что в этом и есть настоящая красота современной биологии.

Не получится говорить об эпигенетике, не сказав о генетике. Это изображение всем известной двойной спирали ДНК. В 2001 году был секвенирован геном человека, что вызвало огромную шумиху, и среди прочего было сказано несколько весьма забавных вещей. Эта цитата – «сегодня мы изучаем язык, на котором Бог создал жизнь» – принадлежит тогдашнему президенту США Биллу Клинтону. Он сказал это на большой пресс-конференции, и я даже не могу себе вообразить, как это выглядело для зала, полного учёных. Люди собрались, чтобы представить результаты работы всей своей жизни, но тут заявился политик, и приплёл к ним бога. Шикарный должно быть был момент.

Следующая цитата того же сорта истинности. Она принадлежит Майклу Декстеру (Michael Dexter), который был председателем Wellcome Trust, фонда, вложившего огромные деньги в проект «геном человека». Он описал секвенирование генома как «выдающееся достижение с точки зрения человеческой истории». С этим, на мой взгляд, можно поспорить. Письменный алфавит, колесо, огонь, число ноль – можно утверждать, что влияние этих всех этих вещей с точки зрения человеческой истории было побольше. Но конечно, секвенирование генома тоже большое дело.

Человеческий геном, наша ДНК, состоит всего из четырех букв, но эти четыре буквы используются снова и снова, чтобы создать тот исключительный том, которым мы являемся. Вы унаследовали 3000 миллионов этих букв от своей матери и 3000 миллионов от своего отца, иначе говоря – три миллиарда букв от каждого родителя. И иногда достаточно одной неправильной буквы – и результатом будет разрушительная болезнь. Секвенирование генома было очень важным достижением, но дело не только в последовательности букв-нуклеотидов. Нам это известно давно, поскольку мы давно наблюдаем то, что называем «эпигенетическими феноменами». Я объясню через мгновение этот термин, но позвольте сначала дать несколько примеров.

Лабораторных мышей можно скрещивать до такой степени, что они станут генетически практически идентичными. Таких мышей можно содержать в абсолютно идентичных условиях – но они не будут одинаковыми. Мыши будут различаться, например, массой тела. Это явление известно в течении настолько длительного времени (по крайней мере, с 1920-х годов), что получило собственное название: «неосязаемая изменчивость». Отличный пример того, как мы просто даём причудливое имя тому, чего не понимаем, и этим вроде как рационализируем увиденное.

Муха и личинка выглядят совершенно по-разному, но несут в себе один и тот же генетический код. Не существует геномной феи, которая принесёт личинке новый набор генов для превращения во взрослую муху.

У млекопитающих, в том числе и нас, очень легко определить пол. Он определяется тем, присутствует ли Y-хромосома. Можно абсолютно точно сказать, самцу или самке принадлежит ДНК. Но если взять ДНК у самца или самки крокодила, то определить это будет невозможно. У крокодилов, архаичных родственников динозавров, пол определяется не генетикой, а температурой, при которой развиваются яйца. Странным результатом глобального потепления может оказаться перекос полов в популяциях крокодилов.

Во всех этих ситуациях у нас один сценарий: животные генетически неразличимы, но отличаются друг от друга. У них разный фенотип – то, как они выглядят – при одинаковом генотипе. Греческое слово «epi-» означает «также», «в дополнение» «вместе с этим». Эпигенетические факторы – это то, что действует на генетический код помимо хранящейся в нём информации.

Всё приведённое выше было прекрасными примерами эпигенетики, но есть ещё один, даже лучше. Фактически, в этой комнате сейчас 300 таких примеров, поскольку каждый из нас – эпигенетический шедевр. Все мы начали существовать как одна клетка, и пришли в итоге к организму, состоящему приблизительно из 70 триллионов клеток. Чтобы более полно ощутить размер этого числа, можно представить такой эксперимент. Представим, что разобрали человека на клетки, и решили посчитать их со скоростью одна клетка в секунду, после чего пойти попить кофе. Мы получим свою дозу кофеина через полтора миллиона лет. В человеческом организме огромное количество клеток, и за исключением крошечного процента клеток нашей иммунной системы все эти клетки идентичны друг другу на генетическом уровне, и все они имеют точно такой же код ДНК. И тем не менее, клетки почек отличаются от клеток печени, клетки кожи отличаются от клеток мозга. И типы клеток не только разные, они остаются разными, поэтому у нас не вырастают зубы в глазных яблоках. Я свою первую книгу хотела назвать «Без зубов в глазах», но мои издатели заявили, что названию не хватает серьёзности.

Признание самих себя эпигенетическим феноменом должно побуждать нас задать самый важный в биологии вопрос. И всегда это вопрос – «как»? Как один генетический код, один набор инструкций, может приводить к множеству различных результатов? Почему я могу получить как минимум 200 различных типов клеток из одного и того же кода ДНК? И способ, которым я об этом думаю состоит в том, что ДНК - это сценарий, это не шаблон. Сценарий можно изменять. И изменяя сценарий, например, делая пометки на полях или наклеивая стикеры на страницы, можно получать разный результат.

Можно представить это так. Эти два фильма разделяют около 60 лет, но они сняты по одному и тому же сценарию. Да, это «Ромео и Джульета», и в черно-белом варианте их играют Лесли Ховард и Норма Ширер. Во втором варианте все, как правило, узнают только Леонардо ДиКаприо. Здесь один сценарий – Шекспира – но абсолютно разное исполнение. И это то, что происходит с нашей ДНК, что мы сами можем с ней сделать.

За последние 20 лет чудесные вещи начали происходить в эпигенетике. Лучший способ, которым я могу описать происходящее – опять использовать пример из фильма. Это кадр из фильма «Машина времени», и там есть замечательная сцена: Род Тэйлор, который играет путешественника во времени, построил прототип машины времени и собрал своих приятелей-учёных, чтобы его продемонстрировать. Вообще действие происходит во время правления короля Эдуарда VII, а фильм снят в 60-е, поэтому все учёные исключительно мужчины. Так вот, все эти парни сидят за столом, и они спрашивают его, чудесного путешественника во времени: «как работает Ваша машина?». И он рассказывает: «путешественник располагается на этом маленьком сиденье, и если он желает отправиться в будущее, то он двинет этот рычаг вперёд, а если хочет посетить прошлое, то потянет рычаг назад». И все такие: «Ага, хорошо, понятно». Действие идёт дальше, герой всё объяснил. Но разумеется, он не объяснил ничего, он просто описал.

Пока я только описывала эпигенетику, но истинная причина, по которой она является такой захватывающей областью биологии состоит в том, что у нас есть не только описание, у нас есть объяснение. И все наши объяснения связаны с этим.

Так ДНК выглядит в клетке, только что не разноцветная. Знаменитая двойная спираль ДНК в клетке не расположена в виде длинной нитки-молекулы. Вместо этого она обернута вокруг восьми молекул белка, каждая из которых имеет форму кулака. Также можно увидеть хвосты, торчащие из молекул белка. В итоге у нас есть единый кластер – восемь молекул белка, торчащие из них хвосты, и обмотанная вокруг молекула ДНК.

Это изображение является кульминацией огромного количества работы многих исследователей, и получение данных, позволивших построить это изображение стоило миллионы. Это потрясающая картинка, но, с моей точки зрения, в образовательных целях её применение имеет ограничения. Во-первых, она избыточна, если вы не привыкли к подобного типа изображениям. Всякий раз, когда я показываю её неподготовленной аудитории, публика приходит в замешательство. Другая проблема в том, что на этом изображении трудно показать вам то, что я хочу показать. Поэтому я решила, что мне нужна улучшенная версия, и сделала её. Это не стоило миллионов, я могу адаптировать её так, чтобы показать вам на ней что хочу, а после этого съесть. Потому что моя модель изготовлена из клубничных тянучек, зефирок и желейных конфет.

Клубничная тянучка выступает в роли ДНК, и я даже не пыталась сделать её в виде двойной спирали, поскольку это заведёт нашу кондитерскую шутку слишком далеко. Зефир представляет собой протеины, те восемь, о которых я говорила, а зубочистки выступают в роли хвостов. В клетке ДНК обёрнута вокруг протеиновых кластеров, и этих кластеров из восьми белков в клетках огромное количество, миллионы. Один ген, частица ДНК, которая кодирует белок, будет обёрнута вокруг нескольких кластеров.

Хорошо, это модель базовой структуры, но как она может помочь нам понять, что в дальнейшем происходит в наших генах? Если в аудитории есть бывшие или настоящие преподаватели, им следующий пример будет близок. Представьте, что семестр длится уже долго, вы идёте домой, и размышляете, что вам совсем не помешал бы стаканчик джина, чтобы снять напряжение. Семестр продолжается и кажется вообще бесконечным, и вы вдруг осознаёте, что вам нужно уже два стаканчика джина, чтобы снять напряжение. Два стаканчика вместо одного для достижения того же эффекта нужно оттого, что ваше тело теперь быстрее разрушает алкоголь, оно включило более высокую экспрессию гена, который разрушает алкоголь.

И сделало оно это приблизительно так. Пусть это будет ген, отвечающий за метаболизм алкоголя. Когда много алкоголя поступает в ваш организм, печень начинает производить сигнальные белки, и в результате к хвостам белковых кластеров добавляются модификации, их представляют зелёные желейные конфеты. В данном случае эти модификации облегчили экспрессию гена, они «включили» его. Теперь производится больше ферментов, разрушающих алкоголь, схема производства которых была записана в этом гене.

Наконец-то время дошло до летних каникул, и через пару недель вы осознали, что с джином пора бы завязывать. Вы больше не принимаете алкоголь, сигналы от печени прекращаются, и зелёные модификации отсоединяются, и заменяются фиолетовыми, которые отключают экспрессию гена, поскольку в его продукте больше нет необходимости. В общих чертах таков способ «включать» или «выключать» гены.

В реальности, конечно, всё значительно сложнее. Представьте, что может быть 60 разных цветов желейных конфет, и присоединены они могут быть в разных комбинациях. Ген может быть не только включен и выключен, но и во множестве промежуточных положений, что даёт огромную гибкость в экспрессии.

Помимо множества сигналов «выключено», представленных фиолетовыми конфетами на белковых кластерах – зефире, модификации может подвергаться и сама ДНК, что представляют жёлтые конфеты. И это означает: «со всей серьёзностью, этот ген не должен быть включен».

Если такая модификация достигает высокого уровня, то весь этот участок ДНК комкается, становится невероятно уплотнённым, и находящиеся на нём гены не могут быть включены совсем. Экспрессия генов на нём отключена практически полностью. Именно поэтому гены в клетках нашего мозга не производят гемоглобин, хотя и имеют эту инструкцию – на раннем этапе развития все не относящиеся к мозгу участи ДНК были сжаты в нечитаемую последовательность, и останутся такой навсегда.

Итак, может существовать ситуация, когда с помощью подобного уплотнения гены отключены навсегда, либо может быть более открытая ситуация, когда экспрессия гена может варьироваться в зависимости от условий окружающей среды. Все эти модификации называются «эпигенетическими», поскольку они происходят в дополнение к основному генетическому коду. Они изменяют вероятность экспрессии генов, но эти модификации никогда не меняют последовательность, ген по-прежнему кодирует те же самые белки.

Эта система является удивительно интересной сама по себе, но ещё более интересно её воздействие на нас. Эпигенетические модификации играют роль как в здоровье, так и болезнях человека, поскольку иногда они срабатывают неправильно. Мы точно знаем, что это происходит при некоторых видах рака, и у нас уже есть лекарства, которые очень успешно применяются при некоторых видах заболеваний. Миллиарды фунтов тратятся фармацевтическими компаниями, чтобы разработать больше препаратов, способных изменить эпигенетическую модификацию генома. Но мы также считаем, что эпигенетическая модификация, ошибочно установленная в ранний период жизни, будет влиять на появление определённых болезней в дальнейшей жизни человека. Это заболевания, продолжающиеся на протяжении длительного времени и с течением времени ухудшающиеся, например, ревматоидный артрит или диабет второго типа. В этих случаях экспрессия генов постепенно становится всё более беспорядочной, и мы считаем, что это может иметь отношение к эпигенетике.

Существует особенно поразительный пример действия эпигенетических факторов в раннем детстве, и для начала разговора о нём можно вспомнить иезуитов. Они говорили: «дайте мне ребёнка на первые семь лет его жизни, и я верну вам человека». Странным образом это связанно с одним из крупнейших феноменов за последние несколько лет в издательском бизнесе – популярностью автобиографий несчастья.

Это реальная книжная полка, с вывеской «Трагические жизненные истории». Прелесть, да. Самым известным примером является книга под названием «Ребёнок по имени «Это»», она была в списке бестселлеров New York Times в течение шести лет. Сейчас существует огромный аппетит до такого сорта книг, и все они, как правило, следуют одной канве – у ребёнка было ужасное детство, им пренебрегали и с ним жестоко обращались, но каким-то образом всё это было преодолено, и ребёнок стал счастливым и успешным взрослым.

Я подозреваю, что одна из причин, по которой эти книги настолько популярны состоит в том, что мы понимаем, что читаем сказку. Эти истории – исключение. Все социологические данные свидетельствуют, что люди с тяжёлым детством гораздо более подвержены во взрослой жизни склонностям к алкоголизму и наркомании, а также психическим расстройствам, включая тяжёлые депрессии, самоубийства и шизофрению. Гнилое детство – ужасное начало в жизни.

Если таких детей забирают из ужасной окружающий среды и помещают в гораздо более благополучные условия, риск психических расстройств и злоупотреблений психоактивными веществами остаётся гораздо выше среднего на протяжении всей жизни. И возникает закономерный вопрос – почему? Почему произошедшее в далёком детстве продолжает влиять на всю жизнь человека? Обычный ответ звучит так: дети получили психологическую травму. Это ответ абсолютно верный, и в тоже время совершенно бесполезный. Потому что это описание, но не объяснение.

У большого количества учёных, в том числе и у меня, есть сильное убеждение в том, что всё происходящее имеет физическую основу, т.е. истоки проблем находятся на молекулярном уровне в мозгу человека. Разумеется, мы не можем проверять наши гипотезы на людях, но мы можем использовать для проверки модельную систему. Проще говоря, мышей.

Мышата обожают быть любимыми. И для мамы-мыши есть только один способ показать свою любовь: вылизывать и чистить мышат. Как и у людей, некоторые мамы-мыши очень хороши в этом, но есть и такие, что уделяют своему потомству только минимум внимания.

Возьмём мышонка, которого очень любили в детстве, и дадим ему вырасти. Мышата не похожи не человеческих детей, они через пару недель вырастут и уйдут от мамы-мыши навсегда, а не будут ошиваться поблизости, рассчитывая поделиться своими расходами на ипотеку. Если мышь, у которой было счастливое детство подвергнуть умеренным стрессовым стимулам, то она просто «пожмёт плечами». Это мышь типа «да всё пофиг», очень расслабленное животное. Однако, если мышонку в детстве не уделяли достаточно внимания, то взрослое животное в ответ на тот же самый стрессовый стимул будет демонстрировать крайне напряжённое поведение, «лезть из кожи». Это прозрачная аналогия с имевшим тяжёлое детство ребёнком, из которого вырастает не способны сопротивляться стрессу взрослый. Если взять у мышей анализы на гормоны стресса, то выяснится, что у мышей, имевших счастливое детство они ниже, чем у тех, которыми пренебрегали. Это целиком зависит от обращения: если взять мышонка от матери, которая вылизывает и чистит и отдать матери, которая не вылизывает и не чистит, то в результате вырастет нервная мышь.

Возможный механизм состоит в том, что большое количество ласки приводит к повышенном производству серотонина, нейротрансмиттера, создающего ощущение счастья. Этот процесс устанавливает конкретный шаблон эпигенетических модификаций в определенных ключевых генах, участвующих в реакции на стресс. Происходившее в раннем детстве остаётся навсегда записанным на генетическом уровне в клетках мозга, и результатом является либо дёрганная, либо счастливая взрослая мышь. Это несколько противоречивое исследование, но определённо очень интригующее.

Есть вещи ещё более странные.

Здесь у нас насекомое-палочник, маленькая рыбка, красивая саламандра, великолепный Комодский дракон и птичка - зебровая амадина. Это представители огромной части животного мира, которая может делать то, на что не способны млекопитающие. Все эти животные, включая птичку, способны к непорочному зачатию. Самочка зебровой амадины в клетке может никогда не быть даже рядом с самцом, но способна, тем не менее, отложить яйца и дать жизнь потомству. Млекопитающие так не могут – нам для воспроизводства обязательно нужна самка и самец. Это настолько обыденно, что кажется само самой разумеющимся: «ну конечно нужны оба». Но почему? Почему «конечно»? И ответом на этот вопрос был эксперимент настолько элегантный, что при его виде остаётся только сказать: «боже, да это же очевидно». Так всегда, когда делает кто-то другой.

Эта работа была проведена Азимом Сурани (Azim Surani) в 1980-х годах в Кембридже. Он начал с того, что извлёк ядро из яйцеклетки мыши. После чего вернул в яйцеклетку либо два ядра из яйцеклетки, либо два ядра из сперматозоидов, либо ядро из яйцеклетки и сперматозоида. Весь генетический материал был идентичным – сперматозоиды, яйцеклетка – с точки зрения ДНК не было никаких различий. После чего он поместил яйцеклетку в мышь. Два ядра из яйцеклетки – нет живой мыши. Два ядра из сперматозоидов – нет живой мыши. Ядра яйцеклетки и сперматозоида – живая мышь. Поскольку весь генетический материал был идентичен, это означало что существует ещё что-то помимо наследственной информации из генома, что-то, ответственное за правильное развитие эмбриона у млекопитающих. И что оно разное у самцов и самок, поэтому для размножения млекопитающих нужны оба. Эта дополнительная информация является эпигенетической. Есть определённые области нашего генома – и это справедливо для всех млекопитающих – которые помечены небольшими эпигенетическими модификациями, это выглядит как жёлтые конфеты на нитке ДНК из нашего примера. Они сигнализируют: «я мамина ДНК» и «я папина ДНК», и контролируют экспрессию некоторых генов, абсолютно необходимых для создания и развития эмбриона. Поэтому непорочное зачатие у млекопитающих невозможно – обязательно нужна эпигенетическая информация от матери и отца.

Двигаемся дальше, и опять мыши. Это мои любимые мыши, и хотя я даже не понимаю, почему среди них у меня есть любимцы, это любимцы. На фотографии животные, полное название которых звучит как «жизнеспособные жёлтые мыши агути». У нас здесь худенькая коричневая мышь, и роскошная жирная жёлтая мышь, очень милая, правда? На самом деле между ними может быть целая градация вариаций, это просто два крайних примера. Причудливость в том, что генетически они абсолютно идентичны, нет ни малейшего различия в их ДНК коде. Они выросли в абсолютно одинаковых условиях, нет никаких различий в их образе жизни. А такие разные эти мыши только из-за эпигенетики. Всего лишь одна приобретённая модификация в геноме, жёлтая конфета, сидящая на нитке ДНК изменяет экспрессию одного гена, и можно получить тощую серую, либо жирную жёлтую мышь, либо спектр вариаций между. Эпигенетические изменения могут оказывать очень значительное влияние.

Но здесь есть ещё кое-что. Толстые жёлтые мыши имеют тенденцию иметь толстых жёлтых мышат, а у худых коричневых мышей в потомстве больше худеньких коричневых мышат. По сути, происходит процесс передачи эпигенетической информации потомству. Пока им не дать алкоголь. Если давать алкоголь самке мыши, процентное соотношение потомков в помёте изменяется. Алкоголь способен вмешиваться в эпигенетические модификации, и изменять внешний вид потомства.

Эти крупицы информации, сложенные вместе, приводят нас к некоторым очевидным вопросам. Мы знаем, что эпигенетическая информация передается от родителя к ребенку. Это точно, в противном случае вообще невозможно воспроизводство млекопитающих. И толстые желтые мыши не приносили бы много толстого желтого потомства, что они делают с помощью эпигенетической информации. Мы также знаем, что на эпигенетическую информацию влияет окружающая среда, и это один из основных механизмов, позволяющих нам к ней приспосабливаться. И совокупность этих и других экспериментов ставит перед нами такой вопрос: «могут ли родители передавать потомкам знание об окружающей среде, используя эпигенетику?».

Ответ попытались найти в этом чудно проведённом эксперименте. Но если вы любите мышей, то он вам не придётся по вкусу. Исследователи взяли самцов мышей, подвергали их запаху цветущей вишни, и одновременно причиняли лёгкий электрический разряд. Это установка условного рефлекса – по существу создаётся ситуация, когда стимул (запах вишни) связан с чем-то неприятным (электрический удар). Исследователи повторяли это снова и снова, пока мыши не начинали трястись от страха при одном только запахе вишни.

После чего этим самцам позволили размножаться. Потомство этих мышей стали подвергать запаху цветущей вишни – никаких ударов током, только запах – но они тряслись от страха. Мыши унаследовали травму, реакцию страха от своих родителей. Действительно круто было то, что исследовательская группа, ставившая эксперимент, обладала огромным количеством информации о том, как определяется запах, какие гены в клетках мозга включаются с использованием эпигенетики для обнаружения запахов, и на какие клетки мозга смотреть.

Они смогли показать, что первое поколение мышей развило все ожидаемые эпигенетические модификации в клетках мозга после этого эксперимента, но те же самые модификации проявились и у потомства. Это экстраординарное открытие в силу того, что оно полная ересь.

Парень с бакенбардами на этом слайде это Жан-Батист Ламарк, а жирафа вы и так узнали. Как многие из вас без сомнения знают, теория эволюции Ламарка была противоположностью теории Дарвина. Ламарк работал раньше Дарвина, и пытался объяснить, как возникают разные виды животных и происходит наследование признаков. И одно из его объяснений касалось жирафов. Он считал, что жирафы тянулись ко всё более высоко расположенным листьям, растягивали таким образом шею, и эта «растяжка» передавалась потомству, с поколениями превращаясь во всё более длинную врождённую шею. Сейчас мы, конечно, посмеиваемся над Ламарком. «Это глупо, и это не так работает». Мы знаем, как всё работает в дарвиновской модели эволюции. Некоторые из предков жирафов имели немного более длинные шеи чем другие, что позволяло им добраться до высоко расположенной еды и получить, таким образом, эволюционное преимущество. Такие животные оставили больше потомков с геном, отвечающим за более длинную шею. Поскольку естественный отбор работает постоянно, а длинна шеи оказалась эволюционным преимуществом, то она постоянно увеличивалась, дав нам такое животное как современный жираф.

Но описанный мной эксперимент с мышами – это ламаркизм. Что-то произошло с родителями, на что они отреагировали, и они передали это знание потомкам. В данный момент это поле для огромного количества споров. Многим просто неудобна идея о том, что Ламарк мог быть прав хоть в чём-либо, но есть и объективные причины – такие эксперименты должны быть исключительно тщательно выполнены. И вот прекрасный пример (простите нас, мыши).

Взяли маленькую мышь и поместили её в клетку с большой мышью. Мыши всегда убегают от неприятностей, поэтому невозможность сбежать является очень травмирующим состоянием. Маленькая мышка перестаёт есть, становится очень нервной. После чего травмированных мышей спаривали с самками, и получали хилое потомство. И результаты были интерпретированы так: «самец передал потомству свою психическую травму». Но потом кто-то сделал нечто действительно умное. Они в точности повторили эксперимент, но не дали травмированным самцам спариваться, а взяли у мышей сперму – я даже не хочу думать, как – и провели искусственное оплодотворение. И все потомки оказались абсолютно нормальными мышами.

Так что это не самец передал свою травму. Это самка, увидев зашуганного невротика, поняла, что придётся спариться с совсем некачественным самцом. Типа: «я хотела Джорджа Клуни, а они подсунули мне Денни Де Вито». Но когда она не могла видеть мышиного папашу – абсолютно нормальные потомки. Ясно, что это не эпигенетическая передача от отца к потомству, но сразу возникает ещё более интригующий вопрос: как, чёрт возьми, она это сделала? Мы понятия не имеем. Никто не знает, как самке удаётся ограничить калории, которые она тратит на вынашивание детёныша от самца, которого считает некачественным. Но это пример, насколько осторожным нужно быть в проведении подобных экспериментов трактовке их результатов.

Есть очень много того, что я хотела бы рассказать. Эпигенетика играет роль в скорости старения, хотя, по-видимому, не главную. Близнецы – генетически абсолютно идентичны, имеют одинаковой ДНК код, но чем старше они становятся, тем больше они отличаются друг от друга. Со временем они всё больше начинают расходится эпигенетически, иногда это ответ на условия жизни, иногда просто случайный эпигенетический дрейф. Если у одного из двух близнецов шизофрения, с вероятностью 50% она разовьётся и у другого. Вопрос здесь в том, почему вероятность не 100%, раз эти люди генетически одинаковы. По крайней мере частично за это отвечает эпигенетическая разница между близнецами.

Великолепная чёрная и жёлтая окраска черепаховых кошек полностью зависит от эпигенетики. Этот эффект связан с отключением одной Х-хромосомы, женской хромосомы. Все черепаховые кошки – кошки, а если получается кот такого окраса, то он бесплоден.

Ячмень и многие другие растения нуждаются в периоде холода, перед тем как зацвести. Это полностью обусловлено эпигенетикой – низкая температура приводит модификациям определённых генов в определённой последовательности. Вообще эпигенетика среди растений известна очень давно, это мы, изучающие млекопитающих, ведём себя так, будто обнаружили что-то экстраординарное. Биологи растений совершенно комфортно себя с ней чувствуют.

Овечка на слайде, это конечно, Долли. Всегда приходится замечать, что её везут на тележке не потому что она самая важная овца в мире, а потому что она умерла, это чучело. Эпигенетика – это причина, по которой возможно клонировать животное. Это также причина, по которой очень трудно клонировать животное, и почему клоны обычно менее здоровы, чем обычные экземпляры.

Нет никаких различий в ДНК между рабочей пчелой и пчелиной маткой, и по ДНК нельзя определить, кто есть кто. На этапе развития матку просто кормили маточным молочком немного дольше. Вся разница между пчёлами в том, насколько долго их кормили маточным молочком, но фенотипические последствия этого экстраординарные. Самым ярким примером является продолжительность жизни – у королевы она в двадцать раз больше, чем у рабочей пчелы. Фенотипические изменения огромны, и они прямо связаны с эпигенетическими изменениями в экспрессии генов.

Мы всё ещё очень многого не знаем об эпигенетике, и, по-моему, это и делает её такой захватывающей. Потому что в тех областях биологии, где мы всё уже знаем довольно скучновато.

Всё что мне сейчас осталось сделать, это поблагодарить вас за то, что вы были такой замечательной аудиторией.