При эпигенетическом наследовании ДНК, которую мы получаем от родителей, дополняется различными химическими метками, меняющимися в зависимости от образа жизни и условий среды. Самый изученный из подобных маркеров — метильная группа, которая может прикрепляться к одному из нуклеотидных оснований.

Эпигенетические явления удобнее всего изучать на лабораторных грызунах, например, мышах из линии Agouti viable yellow. Их окраска может быть золотистой, коричневой или двуцветной в зависимости от наличия эпигенетической метки. Метильная группа присоединяется не к самому гену окраски, а к длинной регуляторной последовательности рядом с ним.

Эта последовательность происходит от так называемого мобильного генетического элемента, а метилирование — способ дезактивировать его. Если активность элемента полностью подавлена химическими метками, мышь будет окрашена в коричевый цвет, в противном случае она становится золотистой.

Благодаря эпигенетике у двух особей с идентичным геномом будет разная окраска.

Эпигенетические метки родителей могут передаваться детям: у золотистых мышей будут золотистые детеныши, а у коричневых — коричневые.

Команда исследователей из Кембриджа, о работе которых рассказывает Science Daily, решила проверить, существуют ли на других участках генома аналогичные последовательности, регулируемые метильными метками, которые передаются по наследству. Оказалось, что от мобильных элементов происходит около 40% генома мышей, однако лишь 1% таких последовательностей регулировал активность генов. Остальные полностью «замолчали» за счет метилирования.

Затем ученые проверили, может ли рисунок метилирования в активных регуляторных участках передаваться по наследству. Утверждение оказалось верным лишь для каждой шестой из изученных областей, и даже тогда эффекты редко были значительными. Кроме того, ученым удалось зафиксировать эпигенетическое наследование только по материнской линии.

Авторы работы пришли к выводу, что эпигенетическое наследование распространено намного реже, чем об этом можно судить на основе предыдущих исследований.

В большинстве случаев метильные метки исчезают при созревании половых клеток и выходе оплодотворенной яйцеклетки в матку. Случаи, когда они передаются из поколения в поколение — скорее исключение, чем правило.

Некоторые исследования показывают, что образ жизни и условия окружающей среды при формировании половых клеток и во время беременности могут оказывать влияние на здоровье потомства. Например, если мышь-мать страдает от недоедания, ее детеныши подвержены повышенному риску диабета 2 типа и ожирения. По мнению ученых, здесь задействован иной эпигенетический механизм: не метилирование, а наследование РНК.

Другая кембриджская команда обнаружила, что травма, полученная отцом, вызывает изменения в длинных РНК в его сперме. Это увеличивает риск поведенческих и метаболических расстройств у его потомков. Ранее было доказано, что сходный эффект оказывают эпигенетические изменения в коротких (менее 200 нуклеотидов) РНК.

По мнению некоторых экспертов, эпигенетические метки могут стать «часами», по которым врачи будут определять ожидаемую продолжительность жизни человека. Эта информация стимулирует переход пациента к здоровому образу жизни. Кроме того, она поможет страховщикам вычислять стоимость страховки.