«Он — точная копия своего отца!», «Она прямо вся в мать — ну кроме носа. Он явно отцовский». Думаю, многие слышали такое о себе или своих детях — при взрослении ребенка мы стараемся найти сходства между ним и его родителями. Поэтому возникает вопрос уровня «мальчик, ты кого больше любишь, маму или папу»: какой из родителей вносит больший генетический вклад в своего ребенка?
Ответ зависит от того, спрашиваете ли вы об общем количестве генов, которые ребенок наследует от мамы и папы, или о том, гены какого из родителей на самом деле проявляются больше. Но, в любом случае, быстрый ответ в данном случае не верен: ученые считают, что соотношение вовсе не 50 на 50.
Например, мы уже давно знаем, что гены переносятся в нитях ДНК, которые упакованы в 23 X- или Y-образные хромосомы. Эти аутосомы расположены внутри ядер клеток, и содержащаяся в них ДНК в равной степени происходит от обоих ваших родителей. Но на самом деле большая часть клеток нашего организма содержат еще одну хромосому, которая прячется внутри митохондрий.
Согласно статье 2011 года, опубликованной в журнале Physiological Genomes, митохондрии, они же «электростанции» клеток, вырабатывают необходимую для жизни энергию и играют важную роль в физических упражнениях и в процессе старения. Митохондрии также имеют свой собственный набор ДНК — и его мы наследуем только от своей мамы. «Это наглядный пример того, что вы больше похожи на свою маму, чем на своего отца», — сказала Марика Хараламбус, генетик из Королевского колледжа Лондона.
Некоторые исследования показывают, что митохондриальная ДНК — и, следовательно, мама — играет ключевую роль в нашей спортивной выносливости. Например, испанские и израильские ученые изучили один из митохондриальных генов, который связан с количеством кислорода в клетках, которое мы можем использовать во время физических упражнений.
Их исследование, которое было опубликовано в 2005 году в Журнале прикладной физиологии, показало, что вариант гена, связанный с более низким количеством кислорода в клетках, реже встречается у элитных велосипедистов и бегунов, чем в общей популяции, что подтвердилось и в более поздних исследованиях. Целые серии работ продемонстрировали важность мамы в наследовании этого и других генов. Они обнаружили, что митохондриальная ДНК матери лучше предсказывает физические способности ребенка, чем когда учитываются отцы.
Но это лишь одна сторона медали: мы ответили на вопрос, какой родитель дает больше своих генов ребенку. Остается еще один — гены какого родителя сильнее проявляются в их детях? Большинство поверхностных различий, которые мы наблюдаем между людьми, вызваны не самими генами, а серией химических «переключателей», которые находятся на вершине нашей ДНК и сообщают нашему телу, какие части генокода нужно читать и преобразовывать в белок, а какие — игнорировать, сказала Хараламбус. «Существует целый уровень генетических вариаций между людьми, и дело не только последовательности генов», — добавила она.
Есть интересный феномен, называемый геномным импринтингом (не путать с психологическим импринтингом, это абсолютно разные понятия — прим. автора). Каждый аутосомный ген в нашем геноме представлен двумя копиями, аллелями, полученными от мамы и папы в результате оплодотворения. В большинстве случаев экспрессия генов (то есть процесс, в котором наследственная информация от гена преобразуется в РНК или белок) идет с обоих аллелей одновременно. Однако в случае с млекопитающими может случиться так, что экспрессируется только один аллель, то есть наследственные признаки передаются только от одного родителя.
Какой аллель будет экспрессироваться, зависит от пола родительского организма, предоставившего аллель. Например, для гена IGF2 (инсулиноподобного фактора роста) экспрессируется только аллель, наследуемый от отца. Согласно статье 2012 года, опубликованной в журнале PLOS Genetics, большинство ученых предполагают, что в организме человека существует от 100 до 200 импринтированных генов, но некоторые исследователи считают, что их может быть и больше. Эти гены особенно важны для развития головного мозга и плаценты.
Существуют некоторые разногласия относительно того, смещает ли импринтинг экспрессию генов в сторону одного или другого родителя. По словам Эндрю Уорда, генетика из Университета Бата в Англии, данные свидетельствуют о том, что существует примерно одинаковое количество материнских и отцовских импринтированных генов. «В том, что касается черт, за которые отвечают импринтированные гены, в некотором смысле вы, вероятно, будете больше похожи на одного родителя, чем на другого», — сказал он.
Другими словами, импринтинг может влиять на определенные качества, причем временами и на такие серьезные, как умственные способности. Но поскольку импринтинг происходит на относительно небольшом количестве генов, и эти гены, вероятно, сбалансированы между родителями, импринтинг точно не даст вам поразительного сходства с мамой или папой, считает Уорд.
Однако опыты на мышах показывают, что в этом отношении может быть некоторый дисбаланс в пользу отцов. Исследование 2015 года, опубликованное в журнале Nature Genetics, показало, что импринтированные гены в 1,5 раза чаще не работали со стороны мамы и были активны со стороны отца. Более раннее исследование, опубликованное в 2008 году в журнале PLOS ONE, показало аналогичный результат. Эта работа обнаружила, что в мозгу мышей большинство импринтированных генов были активными, когда они поступали от отца. При этом в плаценте все было наоборот. Однако по крайней мере на данный момент нет никаких доказательств, что такой дисбаланс происходит и у людей.
Но даже если импринтированные гены смещают экспрессию генов одного родителя к другому, это не обязательно сделает вас более похожими на этого родителя. В конце концов, ген, который активен в вас, может молчать в них, сказал Эдвард Чуонг, генный биолог из Университета Колорадо в Боулдере. «Вы можете сказать, что [ваша экспрессия генов] происходит благодаря вашим родителям», — сказал он. «Но сложно сказать, делает ли это вас более похожим на одного из них».
