Другой предлагаемый механизм регуляции генов включает небольшие некодирующие РНК, называемые микроРНК[79], обнаруженные во многих типах клеток млекопитающих, включая сперму. Около 60 % генов человека и других млекопитающих, по-видимому, являются мишенями микроРНК. МикроРНК представляют собой недавно открытый тип генного регулятора[80]: каждая из них контролирует отдельный набор генов. МикроРНК оказываются главными регуляторами практически всех клеточных процессов, контролируя множество из них, в частности клеточный цикл, передачу сигналов и энергетический метаболизм[81].
В исследовании Медицинской школы Университета Тафтса[82] самцы мышей, подвергавшиеся хроническому стрессу из-за социальной нестабильности в подростковом возрасте, передавали связанное со стрессом поведение потомкам женского пола по крайней мере через три поколения, даже если те никогда не испытывали значительного стресса или не взаимодействовали с предками по мужской линии. Ученые обнаружили, что одной из составных частей этого эффекта являются микроРНК сперматозоидов.
Известно, что на экспрессию микроРНК сперматозоидов у людей влияют факторы окружающей среды, такие как курение и ожирение. Однако группа ученых из Делавэрского университета первой продемонстрировала изменения микроРНК сперматозоидов в ответ на стресс у людей и заговорила о вероятности того, что микроРНК сперматозоидов могут служить биомаркером раннего жестокого обращения, а также повышенной восприимчивости потомства к психическим расстройствам.
МикроРНК играют важную роль в защите организма от вторжений вирусов[83], что мы осознали, когда разразился кризис, вызванный COVID-Они делают это, захватывая и разрезая РНК-материал вируса. Одна из причин того, что вирус COVID-19 оказал такое разрушительное воздействие на пожилых людей и людей с сопутствующими болезнями, заключается в том, что по мере старения и развития хронических заболеваний количество микроРНК уменьшается, из-за чего снижается способность уничтожать вторгающиеся в организм вирусы.
Новые подробности о микроРНК успешно выяснили нейробиологи из Мэрилендского университета, изучающие внеклеточные везикулы[84]. Мужской репродуктивный орган – придаток яичка, в котором созревает сперма, – это место, откуда происходят эти крошечные везикулы, наполненные микроРНК. Везикулы сливаются со сперматозоидом, чтобы изменить полезный груз, доставляемый яйцеклетке. Придаток яичка реагирует на стресс отца изменением содержимого этих везикул.
Внеклеточные везикулы стали важными посредниками в межклеточной коммуникации, то есть они участвуют в передаче биологических сигналов между клетками. Было установлено, что они регулируют широкий спектр биологических процессов, воздействие стресса, а также приводят к развитию инфекций, рака и нейродегенеративных заболеваний. Внеклеточные везикулы помогают передавать информацию между клетками и от родителей к потомству. В важном отступлении от прошлых предположений ученые, ведущие исследование в Мэрилендском университете, приняли идею о том, что сперма может быть подвержена влиянию факторов окружающей среды[85].
Аналогичным образом накапливаются доказательства[86] того, что предшествующее зачатию воздействие определенных факторов образа жизни, таких как питание, физическая активность и курение, влияет на развитие следующего поколения посредством изменений эпигенома сперматозоидов.
Связанное с этим исследование, проведенное в Медицинской школе Массачусетского университета[87], показало, что эмбрионы, оплодотворенные спермой из отдаленной части придатка яичка, где сперматозоиды еще не набрали полезную нагрузку регуляторных РНК, демонстрируют нарушение регуляции генов на ранних стадиях развития, что мешает им эффективно имплантироваться в эндометрий матки. Иначе говоря, микроРНК в сперме необходимы для здоровой беременности.
В последнее десятилетие ученые установили, что небольшие молекулы РНК можно обнаружить вне клеток – в крови, моче, слезах, спинномозговой жидкости, грудном молоке, амниотической жидкости, семенной жидкости и др. Более того, ученые обнаружили, что небольшие фрагменты циркулирующей РНК могут отражать определенные состояния, такие как наличие раковой опухоли или расстройств, возникающих во время беременности.
В то время как некоторые ученые по-прежнему скептически относятся к мнению, что внеклеточная РНК и ДНК представляют собой нечто большее, чем мусор, объединенная команда нейрогенетиков из Оксфордского университета и Массачусетской больницы общего профиля рассматривает их как недавно открытую форму связи между клетками[88], которая сильно влияет на здоровье человека. Например, многочисленные исследования предполагают, что микроРНК действуют, как инструкции, которые помогают координировать иммунный ответ.
Я полностью согласен с Маркусом Пембри, почетным профессором детской генетики из Университетского колледжа Лондона, который уже более 10 лет отстаивает идею эпигенетического наследования. Пембри сказал: «Исследователям общественного здравоохранения давно пора[89] серьезно отнестись к реакциям людей на трансгенерационные переносы». Я подозреваю, что мы не сумеем понять причину роста распространенности нейропсихиатрических расстройств, ожирения, диабета и нарушений обмена веществ без применения подхода, при котором рассматриваются сразу несколько поколений.
Личная эпигенетика
В течение долгого времени мы знали, что разум влияет на тело, а тело – на разум. Например, люди, находящиеся в состоянии стресса, чаще заболевают, а люди, болеющие гриппом, часто чувствуют себя подавленными и даже впадают в депрессию[90]. С другой стороны, занятия деятельностью, которая вас привлекает и удовлетворяет, поиск смысла вне себя, наличие друзей, супруга и близости – все это тесно связано со счастьем, которое, в свою очередь, связано с хорошим здоровьем.
На медицинском языке взаимный процесс называется психосоматической медициной, или медициной тела и разума.
Другой способ, при помощи которого разум может воздействовать на тело, – это широко распространенная практика медитации. Согласно исследованию, проведенному в Висконсине, восьмичасовая медитация на внимательность, альтруистическую любовь и сострадание вызывает серьезные эпигенетические изменения.
Исследователи обнаружили, что, по сравнению с контрольной группой, члены которой не медитировали, но занимались досугом в той же обстановке, медитирующие оказались более устойчивы к инфекциям и болезням в целом. Медитирующие достигли положительной, полезной[91] эпигенетической трансформации путем саморегуляции. Я думаю, нам всем пошло бы на пользу пойти по стопам медитирующей группы.
Давайте посмотрим на другое исследование, посвященное саморегуляции. Исследователи разделили 84 гостиничных горничных в Нью-Йорке на две группы[92]. Одной группе сказали, что работа, которую они выполняют, является хорошим упражнением и соответствует рекомендациям по активному образу жизни. Эта информация стала эквивалентом плацебо. Другой (контрольной) группе данную информацию не предоставили. Хотя фактическое поведение не изменилось, через четыре недели после начала эксперимента информированная группа почувствовала, что наблюдает значительно больше физических изменений, чем раньше. По сравнению с контрольной группой у них наблюдалось снижение веса, артериального давления, жировых отложений, соотношения талии и бедер и индекса массы тела. Женщины в экспериментальной группе работали не усерднее, чем представительницы контрольной, но их система убеждений фактически изменила то, как функционировали их тела.
