Как известно, носитель генетической информации – ДНК – существует в ядре клетки не в свободном состоянии, а в комплексе с различными белками, и это комплекс называют хроматином. Структура хроматина играет важную роль не только в компактизации ДНК, но и в регуляции многих процессов, в которых участвует ДНК, включая и первый этап экспрессии генов – т.е., синтез на ДНК-матрице молекулы РНК, которая затем используется для синтеза белка, если это мРНК, или для выполнения иных функций, если это некодирующая РНК.

Структура хроматина может изменяться благодаря эпигенетическим («надгенетическим») механизмам, т.е., таким механизмам, при которых не происходит изменения последовательности нуклеотидов в составе ДНК (мутаций). К подобным механизмам относятся, например, метилирование определенных нуклеотидов в ДНК и ковалентные модификации гистонов (важнейших белков хроматина). Таким образом, эпигенетическое изменение структуры хроматина позволяет регулировать активность генов, не изменяя при этом последовательность этих генов.

Исследования, проведенные на грызунах, показали, что эпигенетические изменения структуры хроматина у плодов могут происходить в ответ на изменения условий содержания беременных самок. Ученые из Университета Юты (США) решили выяснить, будут ли происходить изменения структуры хроматина и экспрессии генов в клетках печени плодов японского макака при изменении диеты беременных самок, вынашивающих эти плоды. Для этого часть самок поместили в контрольную группу с нормальной диетой (с потреблением 13% жиров с пищей) и часть – в экспериментальную группу с диетой с повышенным содержанием жиров (35% жиров).

Выяснили, что хроническое употребление матерью пищи с высоким содержанием жиров приводило к трехкратному увеличению уровня триглицеридов в печени плодов, а гистологическое исследование печени выявило морфологию, соответствующую неалкогольной жировой дистрофии печени. Эти биохимические и гистологические изменения сопровождались гиперацетилированием гистона H3 – модификацией, которая связана с активацией генов. У плодов, вынашиваемых макаками, получающими пищу с высоким содержанием жиров, очень низок уровень фермента HDAC1, отвечающего за деацетилирование гистона H3, а также наблюдается изменение уровней экспрессии ряда генов (по сравнению с плодами, вынашиваемыми макаками из контрольной группы, получавшей пищу с нормальным содержанием жиров).

Таким образом, был сделан вывод о том, что высококалорийная диета матери, приводящая к ожирению, вызывает эпигенетические изменения структуры хроматина в клетках плода у приматов посредством ковалентных модификаций гистонов. Следовательно, можно предполагать, что полученные результаты могут являться подтверждением на молекулярном уровне гипотезы об эмбриональном происхождении некоторых заболеваний взрослых организмов.

(перевод с русского на английский / English to Russian Translation)

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2959100/