На Международной конференции в Объединенном институте ядерных исследований, где обсуждались актуальные проблемы радиобиологии, и в частности генетические эффекты ионизирующих излучений, специалисты заявили об эпигенетической революции. Всем знакомо слово «генетка» — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Что же такое эпигенетика — знают только специалисты. Приставка «эпи» (ἐπι-) обозначает пребывание на чем-либо. В биологии, в частности в генетике, — это изучение закономерностей изменения фенотипа клетки, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК.

Программа конференции включала современные данные о механизмах формирования генетических и эпигенетических изменений в геноме организмов, подвергнутых действию различных доз ионизирующих излучений. Эпигенетику можно определить как процесс взаимодействия генотипа организма со средой при формировании фенотипа. (Фенотип — отличие по внешним признакам, генотип — по внутренним).

Евгений Красавин, член-корреспондент РАН, директор Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ: «Конференция стала традиционной в нашем Институте. Она посвящена актуальным вопросам радиационной генетики и эпигенетики. Это новое направление, которое с новых позиций оценивает генетическое действие различных видов ионизирующих излучений».

Игорь Кошлань, ученый секретарь Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ: «Наша конференция как раз посвящена тем последним исследованиям, которые были сделаны в области эпигенетики. Первый доклад назывался «Эпигенетическая революция». Мне сказали, что мы, как организаторы, допустили ошибку — надо было поставить знак вопроса. Я думаю, это не ошибка, знак вопроса не нужен. Понятно, что эпигенетическая революция произошла».

Александр Рубанович, заведующий Лабораторией экологической генетики Института общей генетики (ИОГен) РАН: «Наши исследования касаются эпигенетики. Мы привыкли думать, что мы друг на друга не похожи, потому что у нас разные гены. Генетическая информация записана как текст в четырехбуквенном алфавите. И поскольку у нас буковки разные, мы друг на друга не похожи. Но выяснилось, что буковки-то у нас в основном одинаковые! У нас с вами разная примерно каждая тысячная буковка. И если сравнить с романом, вы даже не заметите разницы, если каждая тысячная буковка изменилась. Значит, что-то еще есть. Вот это что-то еще – то, чем занимается эпигенетика. Это такие происходят модификации генов. И эти модификации работают как гены, но они такие неустойчивые, они могут в поколениях растворяться, могут снова появляться. Но эти метилированные состояния гена – они очень важны для формирований наших фенотипических (внешних) признаков. В первую очередь они, а не буковки. Кроме того, выяснилось в наших исследованиях (все-таки мы радиобиологией занимаемся), что это метилирование генов может происходить в результате действия радиации».

Игорь Кошлань, ученый секретарь Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ: «После того, как расшифровали геном, встала проблема: да, мы видим все гены, мы знаем, за что эти гены отвечают, за какие белки, что они кодируют. Но как управляются эти гены? Включение этих генов регулируется некоторыми другими механизмами. Эпигенетика: «эпи» — это значит «над» — над генами. Что же происходит над генами? Каким образом гены у нас включаются? Эти вопросы у нас сейчас дискутируются, изучаются. Безусловно, есть несколько аспектов – и метилирование ДНК (модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности ДНК, что можно рассматривать как часть эпигенетической составляющей генома), и микроядерные РНК, которые участвуют в этих генетических процессах, в процессах управления ДНК. Есть еще отдельная группа – это управление гистонами. (Гистоны — это белки, на которые наматывается наше ДНК). Ими тоже можно управлять и включать гены, разматывая ДНК для считывания информации. Парадокс заключается в том, что, как сказал Александр Владимирович Рубанович в докладе, мы с вами имеем практически одинаковые «слова» в нашем коде, но, почему то, выглядим по-разному. Так вот, гены у нас с вами включены разные, и это явление наблюдают даже у близнецов. Чем они старше, тем больше у них различий, хотя геном у них идентичный, казалось бы. Можем ли мы управлять эпигеномом, как таковым, метилированием ДНК, включением микроРНК, гистонами? Думаю, что можем — есть уже работы, которые показывают, что, наверное, мы можем воздействовать на свой организм внешней средой».

Исследование молекулярных и генетических нарушений, возникающих в клетках высших организмов, включая человека, является важнейшим направлением современной радиационной биологии.

Ажуб Газиев, главный научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, президент Радиобиологического общества РАН: «Я почти всю жизнь занимаюсь механизмом репарации ДНК, но в последнее время интересуюсь вопросом: при воздействии разных факторов, таких, как ионизирующая радиация, клетки гибнут – высвобождается ДНК, высвобождается генетический материал из гибнущих клеток. Куда это ДНК девается? Сейчас выясняется, что это ДНК может проникнуть в геном живых нормальных клеток, не погибших клеток, и там встраиваться в геномы совершенно без особого выбора, могут вызывать мутации. У раковых больных, когда раковые клетки гибнут (у опухолей делящиеся клетки), эти гибнущие клетки дают большие молекулы ДНК. Это ДНК по кровотоку может перемещаться в любой орган человека, и там инициировать превращение нормальной клетки в опухоль. Если раньше думали, что метастазы вызывают блуждающие клетки, которые оторваны от опухоли, то сейчас выясняется, что не только клетки, но и фрагменты гибнущих клеток тоже могут перемещаться, внедряться в геном нормальных клеток и там инициировать изменения этих клеток в сторону развития опухоли. Мы работаем в этом плане и выясняем, каким образом внедряются».

Игорь Кошлань, ученый секретарь Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ: «Генетика — великая наука. Исследования после 2000-х годов показывают – не так все просто. Наука обогащается данными, мы видим, что кроме самих генов, кроме набора слов, есть еще некие дополнительные моторы, которые управляют этими словам, переставляя эти слова, запускают эти слова. И после того, как они считываются, получается некий образ, то есть не из одного, а из целого набора слов».

Организаторы конференции: Лаборатория радиационной биологии ОИЯИ, Научный совет РАН по радиобиологии, Научный совет РАН по астробиологии, Радиобиологическое общество Российской академии наук.

Евгений Красавин, член-корреспондент РАН, директор Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ: «Мы на этой конференции хотим сверить часы, выделить некоторые новые актуальные вопросы, которые стоят перед нашей наукой».

Александр Рубанович, заведующий Лабораторией экологической генетики Института общей генетики (ИОГен) РАН: «Эти форумы ежегодные у Евгения Александровича Красавина — очень сильные. В этом году небывало сильные доклады, и не только ученых из Дубны, но и из Томска, из Обнинска. Много молодых ребят с фантастическими новыми методами».

Ажуб Газиев, главный научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН, президент Радиобиологического общества РАН: «Конференция проходит очень интересно. Здесь обсуждается воздействие различных типов ионизирующих излучений — на уровне животных и на уровне человека. Это чрезвычайно интересно. Я хотел обратить внимание, что сотрудники Лаборатории, на базе которой проводится это мероприятие, показали очень интересные новые данные, особенно молодые ученые Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ. Они показали великолепные результаты мирового уровня. Я завидую руководителю, что у него есть такие подготовленные люди, и что у них сеть будущее для развития этих исследований».

Научно-информационный отдел ОИЯИ, 2016
Видеограф: Евгений ГОРЯЧКИН