могут иметь нормальную продолжительность жизни[580]. Более того, мышей последовательно реклонировали, то есть создавали клоны из клонов и далее из последующих клонов в двадцати пяти поколениях – и у всех них была нормальная продолжительность жизни[581]. Таким образом, взрослые клетки можно не только вернуть в эмбриональное состояние, но и эффективно омолодить, стерев все следы старения[582].
Добро пожаловать в эпигенетику.
Гены заряжают пистолет, образ жизни нажимает на курок
Термин «эпигенетика» был придуман в 1940-х годах, еще до того, как мы узнали о физической природе генов, за 10 лет до того, как Уотсон и Крик (а также Уилкинс и Франклин) раскрыли структуру ДНК[583], [584]. Эпигенетика, что буквально означает «над генетикой», формирует дополнительный уровень информации поверх последовательности ДНК, которая сама по себе содержит около 750 мегабайт данных[585], кодирующих 50 000 генов[586]. Все наши делящиеся клетки генетически идентичны, несут в себе полный набор наших ДНК, но каждой клетке не нужно экспрессировать все десятки тысяч наших генов. Нашим нервным клеткам не нужно вырабатывать ферменты для печени, а клеткам сердца не приходится выращивать волосы. Вот тут-то и приходит на помощь эпигенетика – по сути, это то, что включает и выключает гены. Существует множество способов, с помощью которых наш организм делает это[587]. О сиртуинах и микроРНК я расскажу в отдельных главах, но самым известным эпигенетическим регулятором является метилирование ДНК[588].
У нас есть ферменты, которые могут стратегически добавлять метильные группы непосредственно в ДНК, чтобы заглушить экспрессию генов. Метильная группа – это простая, стабильная конфигурация углерода, которая маркирует участки ДНК как выключенные. Это один из более чем десятка способов маркировки ДНК[589]. У нас есть отдельный набор ферментов, которые могут удалять эти метки, чтобы снова включить ген. В нашем генетическом коде насчитывается около 28 миллионов общих участков метилирования, большинство из которых метилированы[590]. Схема метилирования сохраняется при делении клеток: например, клетка печени делится на две новые клетки печени, а не на костную или мышечную клетку, – и таким образом схема метилирования в сперматозоидах и яйцеклетках может передаваться из поколения в поколение[591].
Раньше мы думали, что как только клетки созрели и их ДНК метилирована, то есть за ними закреплены их специализированные функции, все на этом и закончилось[592]. Но теперь мы знаем, что наш «эпигеном», то есть структура метильных меток в клетках, является динамической системой и чутко реагирует на внешние раздражители. Эпигенетика позволяет организмам быстрее адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Для масштабных сдвигов в генетическом коде потребуется вечность, но уже имеющиеся у нас гены могут
Burgstaller JP, Brem G. Aging of cloned animals: a mini-review. Gerontology. 2017;63(5):417–25. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27820924/
Wakayama S, Kohda T, Obokata H, et al. Successful serial recloning in the mouse over multiple generations. Cell Stem Cell. 2013;12(3):293–7. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23472871/
López-León M, Goya RG. The emerging view of aging as a reversible epigenetic process. Gerontology. 2017;63(5):426–31. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28538216/
Waddington CH. The epigenotype. 1942. Int J Epidemiol. 2012;41(1):10–13. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22186258/
Watson JD, Crick FHC. Molecular structure of nucleic acids: a structure for deoxyribose nucleic acid. Nature. 1953;171(4356):737–8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/13054692/
Song S, Johnson FB. Epigenetic mechanisms impacting aging: a focus on histone levels and telomeres. Genes. 2018;9(4):201. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29642537/
Salzberg SL. Open questions: how many genes do we have? BMC Biol. 2018;16(1):94. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30124169/
Govindaraju D, Atzmon G, Barzilai N. Genetics, lifestyle and longevity: lessons from centenarians. Appl Transl Genom. 2015;4:23–32. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26937346/
vel Szic KS, Declerck K, Vidakovic M, Vanden Berghe W. From inflammaging to healthy aging by dietary lifestyle choices: is epigenetics the key to personalized nutrition? Clin Epigenet. 2015;7(1):33. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25861393/
Li X, Yi C. A novel epigenetic mark derived from vitamin C. Biochemistry. 2020;59(1):8–9. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31538774/
Ciccarone F, Tagliatesta S, Caiafa P, Zampieri M. DNA methylation dynamics in aging: how far are we from understanding the mechanisms? Mech Ageing Dev. 2018;174:3–17. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29268958/
Mitteldorf J. How does the body know how old it is? Introducing the epigenetic clock hypothesis. In: Yashin AI, Jazwinski SM, eds. Aging and Health – A Systems Biology Perspective. Interdisciplinary Topics in Gerontology, vol 40. Karger, Basel;2015:49–62. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25341512/
Ashapkin VV, Kutueva LI, Vanyushin BF. Epigenetic clock: just a convenient marker or an active driver of aging? In: Guest PC, ed. Reviews on Biomarker Studies in Aging and Anti-Aging Research. Advances in Experimental Medicine and Biology, vol 1178. Springer Cham; 2019:175–206. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31493228/
