Мы все рождаемся с геном, который активно работает, пока мы маленькие. Но у большинства людей и всех остальных млекопитающих этот ген выключается по мере взросления. Это объясняется тем, что млекопитающие употребляют молоко только во младенчестве. В дальнейшем нет смысла тратить энергию на синтез ненужного фермента.
Но несколько тысяч лет назад древние люди научились получать молоко от домашних животных и стали родоначальниками молочной диеты. Вкусное и полезное для детей молоко оказалось трудным для переваривания взрослыми ввиду отсутствия лактазы. Один из способов превращения молока в диетическую пищу состоял в том, чтобы дать бактериям съесть всю лактозу, оставив остальные питательные вещества человеку. Так появился сыр, содержащий мало лактозы и одинаково хорошо усвояемый как детьми, так и взрослыми.
Случайно в результате мутации в одном из регуляторных генов, чей продукт выключал ген лактазы, фермент стал синтезироваться на протяжении всей жизни. К радости изготовителей кукурузных и пшеничных хлопьев, которые подают к завтраку с молоком, большинство европейцев (но не все!) унаследовали эту мутацию. Примерно 70 % европейцев легко усваивают молоко, особенно ирландцы, чехи и испанцы – их предки пасли овец, коров или коз. Эти народы являются чемпионами в потреблении молока на душу населения. Тогда как в отдельных частях Африки, Восточной и Центральной Азии только 30 % населения имеют необходимый фермент. Частота мутаций может существенно меняться даже в смежных районах.
Это очень интересно, но не настолько важно, как, например, этнические особенности генов системы детоксикации, измененные формы которых связаны с рисками новообразований.
Ген системы биотрансформации и детоксикации, именуемый CYP1А1, известен как ген, который активируется под действием дыма сигарет. Генетически измененная форма этого фермента связана с повышенным риском рака легких у курильщиков, а также с другими патологиями, вызванными действием табака. Существуют значительные этнические различия в полиморфных проявлениях этого гена у европейцев, японцев и некоторых кавказских народов.
Вкусное и полезное для детей молоко оказалось трудным для переваривания взрослыми ввиду отсутствия лактазы. Один из способов превращения молока в диетическую пищу состоял в том, чтобы дать бактериям съесть всю лактозу, оставив остальные питательные вещества человеку. Так появился сыр, содержащий мало лактозы и одинаково хорошо усвояемый как детьми, так и взрослыми.
Ген системы биотрансформации GSTT1 отвечает за детоксикацию, которая происходит за счет связывания многих индустриальных токсинов. На клиническом уровне полиморфные эффекты этого гена выражаются в повышении чувствительности к большинству видов рака, вызванных внешней средой. Частота встречаемости этой особенности колеблется около 20 % у народов Центральной Европы и до 80 % у дальневосточных азиатов и может модифицироваться как под влиянием факторов внешней среды и образа жизни, так и под влиянием некоторых генетических особенностей, присущих популяционной группе.
Образ жизни народа создавал эволюционное генетическое разнообразие, определяющее разнообразие фенотипическое. В нашей многонациональной стране эмпирический характер профилактических мероприятий невозможен: рекомендации придерживаться средиземноморской диеты, данные узбеку или эскимосу, не приведут ни к чему хорошему.
Болезни, связанные с возрастом, можно предотвратить, персонифицировав медицину и создавая адресные профилактические программы с учетом национальных особенностей, тем самым минимизировав индивидуальные факторы риска.
Кому больше повезло: женщинам или мужчинам. Возрастные отличия генной экспрессии
На самом деле обо всем можно сочинить песню.
Правила жизни муми-троллей от Туве Янссон
У женских особей человека, млекопитающих и большинства насекомых репродуктивные половые клетки – гаметы – несут одинаковые половые хромосомы, т. е. являются гомогаметными. У человека яйцеклетки женщины содержат Х-хромосому, в отличие от мужских гамет – сперматозоидов, которые могут содержать как Х-, так и Y-хромосому – гетерогаметный пол. У птиц, пресмыкающихся и бабочек, наоборот, гомогаметный пол – мужской.
Женщинам повезло: у большинства видов животных гомогаметный пол живет дольше гетерогаметного. Помимо сложногенетических теорий происходящего, существует предположение, что у позвоночных животных самки, которые принимают непосредственное участие в выхаживании потомства, живут дольше. Эта особенность получила название «эффект бабушки».
У мужчин генетическая вариабельность играет более значимую роль в продолжительности жизни, чем у женщин. Это соответствует и демографическим данным. У женщин, видимо, более значимую роль играют эпигенетические факторы.
Широко и нахально трактуя результаты исследований, возможно предположить, что для мужчин эффективнее чего-то не делать, что-то не есть, что-то не пить, чтобы избежать реализации генетических рисков, а для женщин, наоборот, что-то делать, что-то есть и что-то пить. Для мужчин важно не переборщить с физическими нагрузками, а для женщин – все же начать посещать спортивный зал.
Анализ изменения функций при старении (плодовитости, подвижности, памяти) демонстрирует, что различные органы и ткани подвергаются возраст-зависимым нарушениям с разной скоростью. Кроме того, даже генетически сходные или идентичные люди могут иметь различные траектории продолжительности жизни.
Гендерные различия с возрастом не меняются – вот уж повезло так повезло. Меняется активность генов, и это проблема.
Человеку после рождения требуется два с половиной десятка лет, чтобы приобрести зрелые формы и функции, после чего разнообразные метаболические процессы вступают в длительную фазу угасания. Согласно многочисленным исследованиям геномики старения, было обнаружено, что основным механизмом является снижение активности (экспрессии) генов после 35 лет.
Согласно генно-регуляторной гипотезе, первичные механизмы возрастных изменений связаны с изменением регуляции активности генов, их экспрессии и репрессии. Активность некоторых генов с возрастом изменяется в два раза и более.
Анализ возрастных изменений демонстрирует, что различные органы и ткани подвергаются возраст-зависимым изменениям с разной скоростью. Так, около половины генов, экспрессия которых снижается с возрастом, связаны с половой функцией и репродукцией. Снижается транскрипция (биосинтез молекул РНК; первый этап реализации генетической информации в клетке) ряда генов, которые контролируют превращения глюкозы и других сахаров. Снижается транскрипция генов, расщепляющих спирты – алкогольдегидрогеназы. Репрессируются гены энергетического звена: цикла Кребса, а также АТФ-зависимого транспорта, что приводит к снижению физиологической активности нейронов и мышц. Репрессируется ряд генов биосинтеза и деградации белка, в результате чего снижаются функции белкового обмена и стресс-ответа.
Сотни генов испытывают возраст-зависимое подавление или сверхактивацию, но далеко не все гены являются генами предрасположенности. Это верно как в общегенетическом хоре, так и в каждом конкретном соло-случае.
