Отравленные игрушки и эпигенетика мышей агути
Молодые мамы, будьте внимательны: цветные мыши могут помочь идентифицировать опасные для детей соски-пустышки. Это эквивалентно цветной кукурузе, только у мышей. Мыши не столь разноцветны, как кукуруза: в норме они черные и выглядят здоровыми, а вот больные мыши – рыжие и толстые. Организм черных мышей подавляет заболевания, ожирение, диабет и даже некоторые опухоли. Именно поэтому они используются в качестве животных моделей для исследования воздействия внешней среды. Такие мыши называются мышами, по названию гена цвета Глядя на этих двух мышей, которые кажутся совершенно разными – одна рыжая и толстая, а другая черная и стройная, – невозможно себе представить, что они действительно совершенно одинаковы и имеют идентичные гены. Все дело в эпигенетике.
Эти мыши различаются эпигенетическими эффектами, которые обусловлены «транзиентными» (временными) модификациями их ДНК, а не мутацией ДНК. Эпигенетические изменения возникают вследствие факторов окружающей среды. В этом случае канцерогены способны обусловить химические модификации генов цвета путем метилирования ДНК-промотора и/или ацетилирования гистонов. Вследствие этого гены регулируются по-новому, что можно наблюдать в тех случаях, когда под действием гена цвета нормальные мыши становятся рыжими, а модификации гена цвета приводят к тому, что рыжая шерсть становится черной. В случае промежуточных изменений у мышей появляется коричневый окрас.
А теперь я хочу обратить внимание молодых мам: если кормить мышей агути кормом, содержащим канцерогены, в частности бисфенол А, входящий в состав материала, из которого делают многие детские игрушки, соски-пустышки и детские бутылочки в азиатских странах, следующее поколение мышей будет иметь рыжий окрас в силу активации гена цвета. Это сигнал «опасность»! Мыши агути – «тестовые» мыши или биосенсор изменений факторов окружающей среды, таких как канцерогены и токсины, а также мелкодисперсная пыль, химические вещества, психологические факторы или просто возраст – все эти факторы могут обусловить рыжий окрас мышей. Если в корм самке мыши добавить какое-нибудь второе соединение, например витамин Вили фолиевую кислоту, ее потомство снова станет «здоровым» и будет иметь черный окрас. Один фактор питания или внешней среды способен нейтрализовать другой. В данном случае важно понимать, когда именно это происходит и на каком этапе развития, но такой принцип сам по себе – удивительное явление. И все же я бы не рекомендовала давать детям витамины, чтобы компенсировать токсический эффект игрушек, лучше купить менее токсичные игрушки!
Каким образом ядовитые вещества вызывают изменение цвета? Ответ на этот вопрос дали исследования в новой области, которые представляют собой многоступенчатый процесс: токсины приводят к образованию малой регуляторной РНК, метилятора (), которая затем метилирует ДНК и регулирует гены цвета.
Макклинток показала, что «прыгающие» гены (или РНК) могут индуцировать эпигенетические изменения и обусловливать формирование разноцветных кукурузных зерен. Она не знала, что у мышей может меняться окрас. Ее бы, вероятно, удивило такое сходство между кукурузой и мышами. И все же существует общий принцип: эпигенетические изменения контроля генов регулируют появление нового цвета. Во время прогулки можно увидеть собак и кошек с белыми метками на кончиках ушей, с белым пятнышком на задней лапе или в белых «носочках». Белые участки кожи также наблюдаются у лошадей и карпов. Это довольно распространенное явление – в этой книге приведено немало таких примеров!
Вы будете удивлены, когда в конце книги узнаете, что некоторые такие явления являются результатом «парагенетики».
Интересно, что одна РНК-молекула может нейтрализовать эффект другой, поэтому два питательных вещества или даже два яда могут нейтрализовать друг друга. И какое отношение это имеет к вирусам? «Прыгающие» гены, транспозоны или ретротранспозоны родственны вирусам и влияют на контролирующие гены, промоторы и, таким образом, на цвет. Транспозоны напоминают «запертые» вирусы, которые не могут покинуть клетку, и оказываются в заточении внутри клетки, поскольку у них нет оболочки, в которой они могли бы перемещаться.
Вся прелесть заключается в том, что белые отметины на ушах или ногах животных указывают на сложные эпигенетические механизмы, средовые изменения генов. Мне не известно, будут ли такие же отметины на ушах у потомства вашей собаки или лошади – если да, то, возможно, транзиентные (временные) эпигенетические изменения превратились в постоянные мутации благодаря усилиям некоторых амбициозных заводчиков!
