Эпигенетика связана с тем, как считывается ДНК — схема, по которой строятся белки и молекулы, составляющие наше тело. Эпигенетика не меняет основной код ДНК, а скорее изменяет то, какие гены могут быть включены. Исследования показывают, что жизненный опыт людей и окружающая среда могут оставлять на ДНК «эпигенетические изменения», которые затем могут изменять активность генов.

«Эпигенетика, по сути, говорит о том, какие гены активны», — говорит ведущий автор исследования доктор Джетро Туулари, доцент кафедры клинической медицины Университета Турку в Финляндии. Работа дополняет растущее число исследований, изучающих, может ли жизненный опыт родителей передаваться будущим поколениям через эти эпигенетические изменения.

«Понимание наследования через гены и ДНК было одним из самых важных элементов нашего понимания биологии», — сказал Туулари в интервью Live Science. «Сейчас мы проводим исследование, которое ставит вопрос о том, насколько полной является наша картина».

В новом исследовании были проанализированы сперматозоиды 58 человек, в которых изучались два типа эпигенетических маркеров: метилирование ДНК и малые некодирующие РНК.

Метилирование ДНК — это химическая реакция, в результате которой к ДНК добавляется метка. Когда ДНК метилирована, организм может воспринять это как сигнал к изменению работы гена — например, выключить его. Малые некодирующие РНК оказывают аналогичное воздействие на гены, но вместо того, чтобы помечать саму молекулу ДНК, они могут влиять на то, как организм считывает РНК, генетическую родственницу ДНК, которая переносит инструкции из ядра в клетку.

Отцы, большинство из которых были в возрасте от 30 до 40 лет, были набраны в ходе исследования FinnBrain Birth Cohort, проводимого Университетом Турку и включающего более 4 000 семей, которые изучают как экологические, так и генетические факторы, способные повлиять на развитие ребенка.

Для измерения уровня стресса в детстве участники использовали Шкалу травм и дистресса (Trauma and Distress Scale, TADS) — стандартный опросник, в котором людей спрашивают об их воспоминаниях об эмоциональном или физическом пренебрежении, а также об эмоциональном, физическом или сексуальном насилии. Полученные по TADS баллы были классифицированы как низкие (от 0 до 10), то есть участники помнили относительно мало детских стрессов, или высокие (более 39), то есть они помнили много травмирующих событий.

Анализ показал, что сперма мужчин, получивших высокие баллы, имела иной эпигенетический профиль по сравнению со спермой мужчин, которые сообщили о меньшей травме. Эта закономерность сохранялась даже после того, как исследователи проверили, можно ли отнести эти различия к другим факторам, таким как употребление алкоголя или курение, которые, как известно, также влияют на «эпигеном».

По словам Туулари, обнаружение каких-либо связей между этими стрессовыми факторами и эпигенетикой «совершенно восхитительно», поскольку стрессовые факторы имели место в раннем возрасте мужчин. Это позволяет предположить, что эпигенетические изменения сохранялись с течением времени, несмотря на десятилетия, прошедшие с момента событий, которые могли их вызвать.

Примечательно, что, как уже сообщалось в предыдущих работах других исследовательских групп, ученые обнаружили, что одна конкретная малая некодирующая молекула РНК по-разному экспрессировалась у тех, кто в детстве пережил сильный стресс. Эта молекула, известная как hsa-mir-34c-5p, привлекла их внимание, поскольку ранее было показано, что она изменяет развитие мозга мышей на ранних этапах развития.

Исследователи также отметили различные профили метилирования ДНК вокруг двух генов, названных CRTC1 и GBX2. Это вызвало недоумение у команды, поскольку эти гены также были связаны с ранним развитием мозга в других исследованиях, в основном на животных.

В совокупности эти результаты намекают на то, что эти эпигенетические изменения могут влиять на раннее развитие, при условии, что они передаются от родителей к потомству, — предположил Туулари.

Однако важно отметить, что эта область исследований все еще находится в зачаточном состоянии. Наблюдение эпигенетических изменений в сперме не обязательно означает, что эти изменения передадутся детям. На самом деле исследователи очень стараются ответить на этот вопрос, сказал Туулари.

По его словам, пока не подтверждено, что эпигенетические изменения могут передаваться от родителей-людей к их детям. «Однако это было показано на экспериментальных животных моделях, включая червей и мышей».

Поэтому пока рано делать какие-либо выводы о влиянии отцовского стресса на здоровье ребенка, считает Туулари. Также неясно, будут ли наблюдаемые эпигенетические изменения в конечном итоге иметь положительный, отрицательный или нейтральный эффект, добавил он.

Тем не менее, полученные результаты «пополняют копилку доказательств» того, что жизненный опыт может изменить эпигенетику человеческой спермы, сказал Ричард Дженнер, профессор молекулярной биологии Университетского колледжа Лондона, который не принимал участия в исследовании.

Важны ли эти эпигенетические изменения, еще предстоит выяснить, отметил Дженнер. Было бы неплохо повторить исследование с большей выборкой. По его словам, в текущем исследовании некоторые факторы, такие как разный возраст мужчин и их рацион питания, могли исказить результаты, поэтому эти факторы также могут быть изучены.

Пока же мы можем только предполагать, можно ли использовать эту информацию для улучшения здоровья ребенка, чьи родители подверглись стрессу в детстве, — заключил он.

«Время покажет», — сказал Дженнер.

Тем не менее, результаты этого исследования поднимают важные вопросы, касающиеся влияния стресса на здоровье не только будущих поколений, но и на общество в целом. Как стрессовые события, испытываемые одним поколением, могут отражаться на генетическом здоровье следующего? Можем ли мы разработать стратегии профилактики, которые смягчили бы негативные последствия стресса, чтобы они не оставляли следа в эпигенетическом коде, передаваемом детям?

Ученые из разных областей теперь начинают внимательно изучать эти вопросы. Психологи, социологи и эпигенетики объединили усилия для создания междисциплинарных команд, стремящихся глубже понять, каким образом стрессовые переживания могут изменять не только ДНК, но и социальные структуры, в которых воспитываются дети. Например, в рамках одного из проектов исследователи пытаются определить, как социальные факторы, такие как уровень образования и экономическое положение семьи, могут фильтровать или усиливать влияние раннего стресса на будущую жизнь детей.

Эксперты также обсуждают потенциал эпигенетической терапии. Если выяснится, что некоторые эпигенетические изменения могут быть обратимыми, это откроет новые горизонты в медицине. Можно ли разработать методы, позволяющие «очистить» или восстановить неблагоприятные эпигенетические модификации, вызванные детским стрессом? Такие подходы могут иметь огромное значение для улучшения психического и физического здоровья людей, особенно тех, кто вырос в неблагоприятных условиях.

Кроме того, исследование поднимает важный вопрос о важности психического здоровья родителей. Понимание связи между детским стрессом и возможными эпигенетическими изменениями подчеркивает необходимость создания эффективных программ для поддержки семей, переживающих трудные времена. Превентивные меры, такие как доступ к психотерапии и образовательным ресурсам, могут стать решающими в разбиении цепи стресса и его последствий, передающихся на генетическом уровне.

В конечном итоге, исследования в области эпигенетики открывают новые горизонты для понимания сложных взаимодействий между нашими окружающими факторами, опытом и генетическим наследием. Эти открытия могут не только изменить медицину и психологию, но также кардинально повлиять на наши представления о том, что значит быть здоровым и развиваться как личность в условиях быстро меняющегося мира. «Мы стоим на пороге революционных изменений в понимании наследственности и здоровья», — резюмировал Туулари, подчеркивая значение дальнейших исследований в этой области.