Наслідки психологічних травм можна успадкувати

Психологічний стрес, пережитий індивідуумом у дитинстві, може впливати на поведінку та обмін речовин у двох наступних поколінь, за що треба звинувачувати особливі регуляторні РНК, які подорожують разом зі сперматозоїдами.

Час від часу ми повідомляємо про виявлення чергового випадку епігенетичного кодування, коли якась ознака змінюється не тому, що змінилася послідовність нуклеотидів в ДНК, а через якусь подію з білками, які обслуговують ту чи іншу область ДНК, або нуклеотидами в ній, коли, залишаючись на своїх місцях, придбали хімічні модифікації. Після цього активність гена не просто змінюється, а змінюється надовго, як якщо б і справді була переписана саме нуклеотидна послідовність.

Епігенетичні механізми регуляції генетичної активності служать посередниками між генами і мінливими умовами життя, але результати цього посередництва, що називається, не вирубиш сокирою.

Один з досить яскравих прикладів сильного епігенетичного впливу на організм - зв'язок пам'яті і модифікацій гістонів: впливаючи на те, що відбувається з цими білками - пакувальниками ДНК, ми можемо робити пам'ять більш пластичною, доступною редагуванню. Інший приклад - вплив умов життя в ранньому дитинстві на малюнок епігенетичних модифікацій, причому модифікації ці, як було сказано, залишаються з людиною чи не на все життя.

Більш того, вважається, що епігенетичні модифікації можуть не тільки залишатися з нами назавжди, але і переходити в наступні покоління. У випадку з ожирінням, наприклад, багато дослідників вважають, що метаболічні порушення, що призводять до ожиріння, закріплюються в епігенетиці, а потім передаються по чоловічій лінії. Тобто якщо батько неправильно харчувався і порушив свій метаболізм, існує ймовірність, що його діти будуть страждати надмірною вагою, навіть при стовідсотково здоровому харчуванні.

Однак у разі епігенетичного спадкування є одна проблема: не зовсім зрозуміло, як такі модифікації можуть переходити від батьків до нащадків. У рослин цей механізм більш-менш зрозумілий, а ось у тварин статеві клітини позбавляються від епігенетичних модифікацій, і як тоді епігенетичний код передається у спадок?. (Втім, тут варто зауважити, що нещодавно вдалося знайти епігенетичні модифікації, які, незважаючи ні на що, залишаються в статевих клітинах на всіх етапах їх дозрівання.)

Можливо, нове дослідження, опубліковане в Nature Neuroscience фахівцями Цюріхського університету (Швейцарія), допоможе прояснити ситуацію з епігенетичним спадкуванням у тварин. Ізабель Менсуей (Isabelle M Mansuy) і її колеги вивчали молекулярні механізми спадкування поведінки у мишей. Для цього у тварин викликали дитячу травму: поки вони були маленькими, їх кожен день протягом двох тижнів на якийсь час забирали від матерів. Цей непередбачуваний стрес бив як по дитинках, так і по самках, яких до того ж садили на час у тісну трубу.

Коли стрессовані дитинчата виросли, дослідники помітили, що вони більш байдужі до небезпеки: наприклад, вони менше інших боялися відкритих і добре освітлених просторів (звичайна миша, зрозуміло, буде уникати таких місць). Подібна байдужість до ризику вважається ознакою депресії; можна сказати, зі стрессованих дитинчат виростали депресивні дорослі. Крім того, відмінності були в обміні глюкози, тобто стрес у ранньому віці продовжував позначатися не тільки на поведінці, але і на метаболізмі дорослих тварин.

Але що найголовніше - ці зміни в поведінці і метаболізмі передавалися у спадок. Коли стрессованих у дитинстві мишей схрещували зі звичайними, їхнє потомство теж демонструвало байдужість до небезпеки, ознаки депресії, їхній організм також не зовсім нормально поводився з глюкозою. Причому все це передавалося не тільки дітям, а й онукам, тобто ще й у друге покоління.

Спробувавши визначити молекулярні механізми спадкування, вчені виявили, що сперматозоїди, сироватка крові і гіпокамп у мишей з дитячою травмою і у звичайних гризунів різняться за рівнем деяких мікроРНК і piwiPHK (особливого різновиду некодуючих регуляторних РНК). Стресові зміни в регуляторних РНК були і у дітей стрессованих мишей (особливо в гіпокампі і сироватці), і у їх онуків.

Щоб переконатися, що справа все-таки в регуляторних РНК, дослідники взяли ці РНК зі сперматозоїдів мишей з дитячою травмою і ввели їх чужу запліднену яйцеклітину (інакше кажучи, самі статеві клітини в даному випадку ніякого стресу не відчували). Після цього яйцеклітину імплантували самці і чекали, коли дитинча, зачата таким хитрим чином, з'являться на світ. Як можна здогадатися, подорослішавши, миші демонстрували ті ж особливості поведінки і метаболізму, що і безпосередні нащадки стрессованих батьків.

Тобто дитяча психологічна травма може аукаться протягом ще двох поколінь, і молекулами-переносниками тут працюють регуляторні некодуючі РНК, які, поряд з модифікаціями гістонів і метилуванням ДНК, вважаються одними з основних провідників «епігенетичних сил». Зауважимо, що в даному випадку мова знову йде про успадкування епігенетичного коду по чоловічій лінії: РНК дитячого стресу приходять у зародок разом зі сперматозоїдом.

Тепер перед науковцями стоїть таке завдання: треба зрозуміти, як саме регуляторні РНК, що дісталися у спадок, впливають на розвиток метаболічних шляхів нового організму і його мозку. З'ясувавши деталі цього механізму, ми дізнаємося, чи бере він участь у формуванні інших типів поведінки і чи працює він у людини.