Стресс не проходит бесследно
«В научном мире было много споров о том, передаются ли эффекты стрессовых воздействий будущему поколению. Многие исследователи сомневались в существовании этого феномена в связи с тем, что механизм возникновения этих изменений был неизвестен. Результаты нашей работы показывают, что такой процесс может иметь место, - говорит Шунсуке Ишии (Shunsuke Ishii) из RIKEN Tsukuba Institute. – Ггены кодируют белки, но характер экспрессии генов зависит от того, как они химически модифицируются и «упаковываются» с помощью специальных белков в более сложные структуры, известные под названием хроматина. Некоторые участки генома упакованы более плотно и известны под названием гетерохроматин. Структура гетерохроматина не изменяется при передаче от одного поколения к другому, и обычно он не содержит активных генов».
Более 20 лет назад Ишии и его коллеги обнаружили у дрожжей ген (впоследствии названный фактором активации транскрипции-2 или ATF-2), необходимый для образования плотно упакованных участков гетерохроматина. В ответ на вредные воздействия окружающей среды, влияние провоспалительных цитокинов и активных форм кислорода в клетке начинают работать особые ферменты -стресс-активируемые протеинкиназы, которые повреждают ATF-2.
В новом исследовании Ишии и его коллеги подтвердили, что ATF-2 необходим для образования гетерохроматина в многоклеточных организмах. Когда плодовые мухи дрозофилы, на которых были проведены новые эксперименты, оказываются в условиях стресса, в их клетках нарушается работа ATF-2 и разрушается гетерохроматин, что выводит ряд генов из неактивного состояния. Важно, что эти изменения генома передаются от одного поколения к другому.
Ученые предполагают, что полученные результаты могут быть перенесены на человека, учитывая тот факт, что у людей также имеется ген ATF-2. Описываемые эпигенетические изменения могут влиять на основные клеточные функции, а также на метаболизм в организме, поведение человека и развитие у него заболеваний. В частности, Ишии предполагает, что эпигенетические модификации имеют значение для развития так называемых «болезней образа жизни», включая заболевания сердца и сахарный диабет, а также такие психические болезни, как шизофрения.
Если предположение ученых окажется верным, есть надежда, что эпигенетические изменения ДНК, возникающие в результате стресса, можно будет предотвратить. Уже давно разработаны лекарственные препараты, направленные на модифицирование ATF-2 в условиях стресса.
По материалам:
Cell Press
Оригинальная статья:
Ki-Hyeon Seong, Dong Li, Hideyuki Shimizu, Ryoichi Nakamura, Shunsuke Ishii. Inheritance of Stress-Induced, ATF-2-Dependent Epigenetic Change. Cell, 2011; 145 (7): 1049-1061.