Человек в животном. Почему животные так часто походят на нас в своем мышлении, чувствах и поведении - Норберт Заксер Страница 30

Эпигенетика

Еще несколько лет назад существовала неопровержимая догма — гены влияют на поведение, однако поведение не влияет на гены. Что подразумевается под этим? В принципе потомки наследуют один аллель каждого гена от отца и один — от матери. Как мы уже видели, в одинаковых условиях среды уже ничтожные различия в свойствах этих аллелей могут сделать сына или дочь глупее или умнее, агрессивнее или дружелюбнее, трусливее или отважнее. Здесь направление ведет однозначно от генов к поведению. Однако в течение жизни потомки независимо от генов могут накопить совершенно разный опыт: например, многому научиться, живя в обогащенной среде, или отупеть в скудных условиях. Они могут быть замешаны во множестве драк и познакомиться с агрессией или жить в мирном окружении, ничего не узнав о ней. Они могут вынести из жизни положительный опыт и осмелеть или пережить поражения, что сделает их трусливее.

Долгое время исходили из того, что подобный опыт не приводит к изменениям генов и потому не может передаваться по наследству следующим поколениям. Например, ребенок с двумя короткими аллелями SERT имеет предрасположенность к робости, но приобретенный опыт может сделать его отважным. Однако этот опыт не приведет к тому, что из коротких аллелей возникнут длинные, так что когда этот ребенок вырастет и в свою очередь начнет размножаться, он передаст своим потомкам тот же короткий SERT-аллель, а вместе с ним и предрасположенность к робости, даже если сам превратится к тому времени в настоящего храбреца. Путь от генов к поведению казался дорогой с односторонним движением; изменения генов благодаря опыту и передача по наследству измененных таким образом генов казались невозможными. Однако затем появились исследования биолога Майкла Мини и его коллег из Университета Монреаля.

Эти ученые изучали родительское поведение крыс. Они обратили внимание на то, что среди крыс были «плохие» матери и «хорошие». Хорошие матери много заботились о потомстве, подолгу чистили и вылизывали детенышей. Плохие матери, напротив, проявляли заботу о детях в 2 раза меньше. Удивительно, но эта черта представляла собой стабильный характерный признак: крыса, один раз зарекомендовавшая себя как хорошая мать, оставалась ею навсегда. С плохими матерями было то же самое. Разная степень материнской заботы отчетливо сказывалась на потомстве: дети хороших матерей в своей последующей жизни были смелее, лучше обучались и демонстрировали существенно меньшую концентрацию гормонов стресса, чем потомки плохих матерей. То, что причиной столь резких отличий было именно материнское поведение, удалось доказать с помощью экспериментов по обмену: если детей плохих матерей отдавали на воспитание хорошим, то позже те ничем не отличались от детей хороших матерей, выросших вместе с ними. И наоборот, дети хороших матерей несли в себе те же самые свойства, что и потомство плохих, если были воспитаны ими. Возник вопрос: каким образом материнское поведение может оказывать столь сильное влияние на поведенческий профиль потомков? Чтобы понять, какой сенсацией стал ответ на этот вопрос Майкла Мини и его команды, нужно вспомнить некоторые базовые факты из молекулярной генетики.

Все знают, что дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является носителем наследственной информации. Она состоит из двух параллельных цепочек, которые закручиваются по винтовой линии и образуют так называемую двойную спираль. Отдельные гены можно представить как различные участки ДНК. Они состоят, как и ДНК в целом, лишь из четырех различных блоков, следующих друг за другом и образующих длинные последовательности. Этими блоками служат нуклеотиды, каждый из которых содержит одно из четырех азотистых оснований — аденин, цитозин, гуанин или тимин. Они обозначаются буквами А, Ц, Г или Т и образуют, так сказать, буквы генетического алфавита. В каждом гене длинная последовательность этих четырех букв несет в себе информацию для синтеза определенного вещества, необходимого для роста, поддержания и функционирования организма. При этом каждый ген демонстрирует уникальную комбинацию этих букв и кодирует таким образом свое, уникальное вещество. Это могут быть, например, ферменты, служащие катализаторами множества идущих в теле процессов, или структурные белки, придающие клеткам прочность и форму, или антитела, защищающие организм от проникаюших в ткани возбудителей. Инструкции по синтезу веществ, влияющих на поведение, также закодированы в генах. С двумя примерами мы уже познакомились: ген SERT и ген МАО-A. Другие примеры — гены, несущие информацию о синтезе гормонов или их клеточных рецепторов в мозге, с которыми связываются гормоны и таким образом влияют на поведение.

Итак. Майкл Мини и его коллеги сумели показать, что родительское поведение матерей-крыс изменило в мозге их потомства тонкую структуру определенных генов, несущих информацию, важную для реализации поведения и интенсивности стрессовых реакций. Хотя последовательность самих оснований в их генах не изменилась, однако к ним добавились метильные группы. Эти мелкие химические «довески», как выключатели в положении «выключено», послужили причиной того, что активность этих генов сократилась. Особенно это затронуло ген, в котором была закодирована информация о синтезе важного рецептора для одного из гормонов. Если мать слишком мало заботилась о своем потомстве, то именно на этом гене появлялся такой «выключатель» и отчасти его инактивировал. Вследствие этого в мозге запускалась цепь реакций, которые впоследствии делали потомство более робким и подверженным стрессу.

Родительское поведение матери также существенно влияло на то, как в следующем поколении ее дочери вели себя со своим собственным потомством — дочери хороших матерей сами становились хорошими матерями и много заботились о детях, дочери плохих матерей становились плохими матерями и мало заботились о детях. Это, в свою очередь, вело к тому, что и у поколения внуков пресловутый ген также был дополнен выключателем в положении «выключено». Следовательно, дети плохих матерей вновь были трусливее и более подвержены стрессу, чем дети хороших матерей. В итоге почти невероятный вывод, который вынесли ученые из всего исследования, заключался в том, что пережитый индивидом опыт может вызывать у его потомков изменения в тонкой структуре отдельных генов, передающиеся из поколения в поколение и оказывающие значительное воздействие на поведение. Модификация в тонкой структуре гена, при которой сохраняется первичная последовательность нуклеотидных пар, называется эпигенетическим изменением, а передачу таких изменений от одного поколения к другому назвали «внегеномным» или «эпигенетическим» наследованием.

Передача приобретенного опыта из поколения в поколение возможна даже тогда, когда между детьми и тем родителем,