Всего лишь 2 процента нашего генома кодируют белки, и целых его 42 процента состоят из ретротранспозонов. Это очень необычные последовательности ДНК, произошедшие, возможно, от вирусов в нашем далеком эволюционном прошлом. Некоторые из ретротранспозонов транскрибированы для производства РНК, и это может оказывать влияние на экспрессию соседних генов. Для клетки это может иметь самые серьезные последствия. Если, например, экспрессия генов, заставляющих клетку размножаться, станет слишком агрессивной, то эта клетка может переродиться в раковую.
Эта гонка вооружений существует на протяжении всей эволюции, но в наших клетках выработались специальные механизмы для контролирования активности такого типа ретротранспозонов.
Одним из главных механизмов, которыми пользуются для этого клетки, является эпигенетика. Ретротранспозон ДНК метилируется клеткой, в результате чего подавляется экспрессия ретротранспозона РНК. Тем самым РНК лишается возможности вмешиваться в экспрессию соседних генов. Один определенный класс, известный как ретротранспозоны IAP, представляется основной мишенью этого механизма контроля.
Во время перепрограммирования на самых ранних этапах существования зиготы метилирование удаляется с большей части нашей ДНК. Но ретротранспозоны IAP являются исключением. В процессе эволюции механизм перепрограммирования научился проскакивать эти нестандартные ретротранспозоны, оставляя на них метки метилирования ДНК. В результате эти ретротранспозоны удерживаются в эпигенетически подавленном состоянии. Такой механизм сформировался в результате естественного развития, вероятно, для снижения опасности случайного реактивирования этих потенциально опасных ретротранспозонов IAP.
Эго очень важно, поскольку двумя наиболее изученными примерами трансгенерационного наследования негенетических признаков являются мышь агути и мышь AxinFu, с которыми мы уже встречались в предыдущей главе. Фенотипы обеих этих моделей определяются последовательностью уровней метилирования ретротранспозона IAP над геном. Уровни метилирования ДНК родителя перешли к потомству, как и фенотип, вызванный уровнями экспрессии ретротранспозона[61].
В главе 6 мы рассматривали и другие примеры трансгенерационного наследования приобретенных характеристик, включая влияние питания на последующие поколения и трансгенерационное воздействие таких загрязняющих веществ как винклозолин. Исследователи в настоящее время рассматривают возможность того, что эти экологические стимуляторы способны провоцировать эпигенетические изменения в хроматине гамет. Такие изменения, вероятно, происходят в участках, защищенных от перепрограммирования на ранних этапах развития после слияния яйцеклетки и сперматозоида.
Подобно Джону Гердону, Азим Сурани и сегодня продолжает в высшей степени эффективно трудиться в области, первооткрывателем которой он стал. Его работа посвящена вопросу, как и почему яйцеклетки и сперматозоиды кодируют свои ДНК таким образом, чтобы их молекулярная память передавалась следующим поколениям. В большой степени первые эксперименты Азима Сурани были связаны с манипуляциями с ядрами клеток млекопитающих, которые он при помощи крошечных пипеток переносил из одной клетки в другую. Технически это усовершенствованная версия методик, которыми настолько успешно пользовался Джон Гердон пятнадцатью годами ранее. Удивительно приятно думать, что профессор Сурани работает сейчас в исследовательском институте в Кембридже, носящем имя профессора Гердона, и что они часто встречаются в его коридорах или в университетском кафе.
Глава 8. Война полов
В войне полов не может быть победителя.
Противники слишком склонны к братанию.