Transgenerational inheritance of longevity: Theoretical framework and empirical evidence

Abstract

В ряде экспериментальных и эпидемиологических исследований получены доказа-тельства того, что здоровье и темп старения организма могут в значительной степени за-висеть от условий, в которых проходит его раннее развитие. В работах последних лет по-лучены данные, свидетельствующие о том, что эффекты, являющиеся последствием стрессов в раннем онтогенезе, могут наследоваться трансгенерационно, обусловливая изменения различных характеристик в последующих поколениях. Показано, что ключевую роль в реализации подобных трансгенерационных эффектов могут играть эпигенетиче-ские факторы, связанные с регуляцией генетической экспрессии, в том числе метилиро-вание ДНК, модификации гистонов хроматина и микроРНК. До последнего времени считалось общепринятым, что в ходе гаметогенеза и эмбриогенеза происходит полное стирание эпигенетических меток. В последние годы, однако, в ряде работ получены дан-ные, свидетельствующие о том, что в некоторых случаях эпигенетические модификации, индуцированные на протяжении жизни организма, могут стираться не полностью и пе-редаваться его потомкам, влияя на их фенотипические проявления в ряду поколений. В обзоре приведены данные эпидемиологических и экспериментальных исследований, свидетельствующих о возможности трансгенерационного наследования продолжитель-ности жизни и ассоциированных с долгожительством признаков.Ключевые слова: продолжительность жизни, эпигенетика, регуляция генетической экспрессии, программирование в период развития, трансгенерационное наследование, обзор.Биологические механизмы, определяющие темп старения и продолжительность жизни (ПЖ) чело-века, в последние годы являются предметом ак-тивного изучения. Традиционно геронтологические исследования в основном посвящены изучению образа жизни взрослого организма как основного фактора, определяющего скорость старения и дол-говечность. Тем не менее, полученные на протяже-нии двух последних десятилетий данные экспери-ментальных, эпидемиологических и клинических исследований свидетельствуют о том, что склон-ность к определенным возрастным хроническим заболеваниям может быть "запрограммирована" ещё на начальных этапах жизни организма [1][2][3]. Это связано с тем, что период развития всех жи-вых существ характеризуется высокой степенью пластичности, обеспечивающей возможность фор-мирования различных фенотипов на основе одного и того же генотипа в зависимости от условий окружающей среды на ранних стадиях онтогенеза. В большом количестве эпидемиологических иссле-дований выявлено, что риск возникновения различ-ных хронических заболеваний позднего возраста (в том числе метаболических и сердечно-сосудистых патологий, а также рака) в значительной степени может зависеть от особенностей питания матери, курения и инфекций во время беременности и в первые месяцы после рождения ребенка [3]. По-казано, что неблагоприятные воздействия различ-ных факторов окружающей среды могут модули-ровать профили экспрессии многих генов, влияя тем самым на рост и развитие плода [2,3]. Такие изменения транскрипционной активности генов могут устойчиво воспроизводить...