Дети могут унаследовать короткие теломеры от родителей
Хлое 19 лет, и два года назад она забеременела. Поссорившись с родителями, она ушла из дома и переехала к другу. Чтобы оплачивать свою часть аренды, она бросила школу и устроилась работать в магазин за минимальный оклад. Несмотря на весьма непростые обстоятельства, девушка решила во что бы то ни стало заботиться о будущем ребенке. Она исправно пила прописанные витамины, хотя ее от них и мутило. Когда сын появился на свет, Хлоя дала зарок, что он никогда не почувствует себя отвергнутым, что его всегда будет окружать только любовь.
Она хотела дать своему ребенку то, чего не было у нее, – хорошее здоровье и большее удовлетворение от жизни, а также помочь ему встать на ноги. Поразительно, но низкий уровень образования Хлои, как оказалось, мог косвенно отразиться на длине теломер ее ребенка, пока тот еще был у нее в утробе. У детей, чьи матери не окончили школу, теломеры в пуповинной крови короче по сравнению с теми, чьи матери получили аттестат зрелости. Таким образом, с первого же дня жизни их теломеры короче, чем у остальных {2}. Да и у детей постарше, родители которых отличаются низким уровнем образования, теломеры короче, чем у сверстников {3}. Эти данные были получены в ходе исследований, в которых были учтены и другие факторы, способные повлиять на конечный результат (например, вес ребенка при рождении).
Задумайтесь об этом на секундочку. Если дальнейшие исследования подтвердят эти данные, то конечные выводы можно будет назвать революционными. Но как вообще уровень образования матери может влиять на длину теломер ее будущего ребенка?
Все дело в том, что теломеры передаются из поколения в поколение. Конечно, родители могут передать детям гены, влияющие на длину теломер. Однако возможен и другой способ, известный как прямое наследование. При этом теломеры обоих родителей – с той длиной, которая была у них в момент зачатия, – прямо передаются будущему ребенку (подобные процессы объясняет эпигенетика).
Прямое наследование длины теломер было открыто, когда ученые исследовали теломерные синдромы, которые, как вы знаете, представляют собой генетические отклонения, приводящие к ускоренному старению. У их жертв теломеры очень и очень короткие. Такие люди – вспомните случай Робин, о которой мы рассказывали в одной из предыдущих глав, – зачастую седеют уже в подростковом возрасте. Их кости становятся хрупкими, или легкие перестают работать как надо, или же у них развиваются определенные виды рака. Другими словами, возрастные заболевания настигают их намного раньше времени. Теломерные синдромы являются наследственными заболеваниями: родители передают детям мутировавшую копию гена, который отвечает за теломеры.
Однако ученые обнаружили весьма загадочную закономерность. Некоторым детям из таких семей посчастливилось не унаследовать ген, вызывающий теломерный синдром. Можно было бы предположить, что этим детям удалось избежать преждевременного клеточного старения, не так ли? И тем не менее у некоторых детей даже без нежелательного гена наблюдались признаки преждевременного старения – не столь впечатляющие, как при выраженном теломерном синдроме, но выходящие за рамки нормы (например, появление седины в раннем возрасте). Исследователи решили измерить длину теломер у этих детей и, к своему удивлению, обнаружили, что они чрезвычайно короткие. То есть дети избежали гена, вызывающего теломерный синдром, но по какой-то причине все равно родились со слишком короткими теломерами. Они получили короткие теломеры от родителей, вот только произошло это не за счет наследования нежелательного гена. Дети росли с исправными генами, отвечающими за состояние теломер, но, поскольку уже при рождении теломеры были чересчур короткими, они не успевали восстанавливаться с достаточной скоростью, чтобы достигнуть нормальной длины {4}.
Как такое возможно? Как дети могут унаследовать короткие теломеры от родителей, если гены тут ни при чем? Ответ – стоит лишь его узнать – очевиден. Дети и правда наследуют длину теломер еще в материнской утробе. И вот как это происходит. Развитие ребенка начинается с материнской яйцеклетки, которую оплодотворил сперматозоид отца. Эта оплодотворенная яйцеклетка содержит хромосомы. А те, разумеется, содержат генетический материал. Именно так генетический материал и передается от родителей детям. Но кроме него, на концах хромосом оплодотворенной яйцеклетки есть еще и теломеры. Поскольку ребенок развивается из яйцеклетки, он и получает теломеры той длины, какую они имели в момент зачатия. Если у матери теломеры короткие по всему организму (в том числе и внутри яйцеклетки), то у ее ребенка, развивающегося из этой яйцеклетки, теломеры также будут короткими. Они будут короткими с самого начала его развития. Вот почему детям, не унаследовавшим неблагоприятный ген, все равно достались короткие теломеры. Таким образом, если в жизни женщины присутствуют факторы, которые способствуют сокращению теломер, то позднее она передаст укороченные теломеры своему ребенку. И наоборот, от матери, заботящейся о своих теломерах, ребенок получит длинные, крепкие теломеры.
А что насчет отца? Когда яйцеклетка оплодотворяется, хромосомы, поступившие из сперматозоида отца, присоединяются к хромосомам матери. В сперматозоиде, как и в яйцеклетке, содержатся собственные теломеры, которые тоже передаются ребенку. Впрочем, научные данные указывают на то, что хотя ребенок и может прямо наследовать короткие теломеры от отца, но не до такой степени, как в случае с матерью, у которой очень короткие теломеры. Недавнее исследование 490 новорожденных и их родителей продемонстрировало, что длина теломер в пуповинной крови младенца больше зависит от длины теломер матери, а не отца, хотя важны и те и другие {5}.
На данный момент было проведено совсем немного исследований, посвященных прямому наследованию длины теломер у людей. Чтобы получить достоверные результаты, важно не только измерять длину теломер, но и анализировать гены, отвечающие за их состояние, чтобы исключить генетический фактор. Во всех этих исследованиях участвовали семьи с теломерными синдромами {6}, но мы, равно как и другие ученые, убеждены, что аналогичная зависимость должна наблюдаться и среди остальных людей {7}. Как вы вскоре увидите, теория прямого наследования предлагает объяснение того, как нищета и неблагоприятные условия жизни могут эхом отдаваться через поколения.
