В новом выпуске подкаста Huberman Lab профессор нейробиологии Стэнфордского университета Эндрю Губерман беседует с доктором Мелиссой Илардо (Dr. Melissa Ilardo), профессором биомедицинской информатики Университета Юты. Доктор Илардо — эксперт в области генетики и эпигенетики, чьи исследования доказывают, что экологические условия и наше поведение способны менять экспрессию генов не только на протяжении жизни одного индивида, но и в ряду поколений. Основной фокус разговора направлен на уникальные биологические адаптации популяций «морских кочевников», чьи физиологические параметры изменились под воздействием экстремального образа жизни.
🧬 Генетика и адаптация: Что определяет нашу судьбу? 2:35
Традиционное представление о генетике часто ограничивается менделевскими законами наследования, согласно которым такие черты, как цвет глаз, жестко детерминированы . Однако современные исследования демонстрируют гораздо более пластичную картину. По мнению доктора Илардо, хотя определенные параметры «записаны» в коде, мы все еще находимся на стадии понимания того, насколько сильно окружающая среда может модулировать экспрессию генов через эпигенетические механизмы — химические метки, которые крепятся к ДНК и меняют активность генов .
Существуют три уровня генетических изменений:
- Краткосрочные (минуты/часы): Моментальная реакция на внешний стимул.
- Эпигенетические (межпоколенческие): Изменения, вызванные экстремальным опытом родителей (голод, травма), которые передаются потомству . Пример: исследование голландского голода, зафиксировавшее изменения в метаболизме потомков участников событий.
- Эволюционный отбор (тысячи лет): Изменение частоты определенных вариантов генов в популяции из-за давления выживания. Ранее считалось, что это занимает 5–10 тысяч лет, но Илардо утверждает, что значимые изменения могут произойти уже за 1–2 тысячи лет .
Интересный факт о цвете глаз: по словам доктора Илардо, все люди с голубыми глазами на планете произошли от одного общего предка, у которого впервые возникла эта мутация, ставшая впоследствии селективно привлекательной .
🌊 Млекопитающий нырятельный рефлекс и «биологический акваланг» 26:08
Центральной темой беседы стало исследование народности Баджо (Bajau) в Индонезии — «морских кочевников», проводящих большую часть жизни на лодках и добывающих пищу глубоководным нырянием на задержке дыхания. Доктор Илардо обнаружила у них уникальную физиологическую адаптацию: селезенка Баджо в среднем на 50% больше, чем у представителей соседних земледельческих народов .
Механизм работы этой адаптации:
- При погружении лица в воду (особенно холодную) активируется млекопитающий нырятельный рефлекс .
- Частота сердечных сокращений падает, сосуды в конечностях сужаются, направляя кровь к мозгу и сердцу.
- Селезенка сокращается, выбрасывая в кровоток запас оксигенированных эритроцитов. Это дает мгновенный прирост кислорода в крови примерно на 10% .
Доктор Илардо установила, что увеличенная селезенка Баджо — это генетическая черта, а не просто результат тренировок, так как она встречается даже у членов общины, которые сами не ныряют. Генетический анализ выявил вариант гена, связанный с повышенным (но в рамках нормы) уровнем тиреоидного гормона, который и влияет на размер органа и количество эритроцитов .
👩🔬 «Морские женщины» Хэне и защита плода 55:25
Другая уникальная группа, изученная Илардо — Хэне (Haenyeo), ныряльщицы с острова Чеджу в Корее. Это сообщество женщин, средний возраст которых составляет около 70 лет, продолжающих нырять в холодную воду без современного оборудования .
Исследование Хэне выявило два типа адаптации:
- Тренировочная: Способность сердца экстремально замедляться. У одной из испытуемых пульс упал на 40 ударов в минуту всего за 15 секунд после начала погружения .
- Генетическая: Поскольку женщины Хэне традиционно ныряли на протяжении всей беременности вплоть до дня родов, в популяции закрепился генетический вариант, снижающий диастолическое артериальное давление во время апноэ .
По мнению гостьи, эта мутация защищает плод и мать от гипертензивных расстройств, вызванных гипоксией. Это открытие может помочь в разработке методов лечения преэклампсии и апноэ во сне у беременных женщин .
👃 Выбор партнера: Генетика «вкуса и запаха» 13:00
Губерман и Илардо обсудили эволюционный механизм выбора партнера. Ученые подтвердили, что люди (как и мыши) подсознательно выбирают себе пару с максимально отличной иммунной системой.
- В ходе экспериментов участники оценивали запах потных футболок противоположного пола .
- Наиболее привлекательными признавались запахи людей, чей главный комплекс гистосовместимости (MHC) — набор генов иммунитета — максимально отличался от собственного .
- Это обеспечивает потомству «гибридную мощь» (hybrid vigor) — более широкий спектр иммунных генов для борьбы с патогенами .
🧬 Этика CRISPR и будущее генетического редактирования 1:36:38
В завершение беседы участники затронули вопросы будущего. С появлением технологии CRISPR редактирование генома человека стало реальностью. Илардо отмечает, что на текущий момент технология остается «грубым инструментом» из-за риска «офф-таргет» эффектов — непреднамеренных изменений в случайных участках ДНК .
Основные этические дилеммы, обсуждаемые в выпуске:
- Коррекция vs Улучшение: Где проходит грань между исправлением патологии (например, болезни Гентингтона) и созданием «дизайнерских детей»?
- Генетический детерминизм: Илардо предостерегает от чрезмерного доверия генетическим тестам для выбора карьеры или спорта. Она приводит в пример исследование, где люди показывали лучшие результаты только потому, что им сказали, что их гены предрасполагают к успеху, хотя генетической разницы на самом деле не было .
- Социальное неравенство: Риск того, что глубокое секвенирование эмбрионов и их коррекция станут доступны только состоятельным слоям населения .
Доктор Илардо подчеркивает, что наше поведение сегодня — это сигнал, который мы посылаем своему геному, и этот сигнал может звучать на протяжении многих последующих поколений.
