Показательным примером является открытие того, что изменения личности могут повлиять на форму и движения тела[15], по крайней мере у рыбок данио-рерио, что недавно продемонстрировало исследование, проведенное в Университете штата Северная Каролина. Исследователи вывели две группы рыб: одни были смелыми, другие – пугливыми. У смелых рыбок данио-рерио была более изящная форма тела, а также способность быстрее реагировать при возникновении опасности, чем у пугливых. Это исследование подтверждает предположение о том, что такие черты, как индивидуальность или темперамент, могут быть генетически связаны с другими чертами – например, с формой тела[16]. Тело – это сложная экосистема, в которой все перестраивается даже при малейшем изменении, создавая эффект домино.

Функционирование генома зависит от его внутриклеточной среды (среды в клетке, окружающей ядро) и его взаимосвязи с внеклеточной, включая гормоны и нейромедиаторы. Внеклеточная среда, представляющая собой ткани и органы организма, в свою очередь, подвержена влиянию окружающей среды индивида – например, доступности пищи или уровня социальных взаимодействий[17]. Следовательно, мы неосознанно приспосабливаем свою жизнь ко всему, что происходит внутри и снаружи нас. Замечательно, что наше тело может делать это самостоятельно и нам не приходится думать об этом большую часть времени.

За некоторыми исключениями, каждый тип клеток многоклеточного организма несет в себе один и тот же набор генетических инструкций, закодированных в его геноме. Тем не менее каждый тип клеток экспрессирует (активирует) только те гены, которые необходимы для выполнения его конкретной функции. Белки, которые упаковывают гены в клеточном ядре, называются гистонами. Гистоны действуют как катушки, вокруг которых наматывается ДНК, и играют важную роль в регуляции работы генов. Подробнее об этом мы поговорим в следующем разделе.

В научном сообществе принято считать, что вся информация, передаваемая от одного поколения к следующему, хранится в ДНК организма. Совсем недавно клеточный биолог Энтони Хосе выдвинул революционную теоретическую концепцию наследственности[18]. Хосе оспаривает общепринятое мнение, упомянутое выше, и утверждает, что ДНК – это всего лишь список ингредиентов, а не набор инструкций, используемых для создания и поддержания живого организма. Инструкции, по его словам, намного сложнее и хранятся в молекулах, которые регулируют ДНК клетки. Новая структура Хосе преобразует наследственность в сложную сетевую информационную систему, в которой все регуляторные молекулы, помогающие клетке функционировать, могут составлять хранилище наследственной информации.

Эта теория вновь подчеркивает необходимость отказа от устаревших концепций центрального механизма управления и введения концепций сетей и контуров обратной связи. Взгляды генетиков начала XX века на наследственность заключались в том, что развитие организма – это односторонний поток информации от ядерной ДНК к РНК-посреднику и производству белка. Однако данная модель, также известная как центральная догма генетики, кажется несостоятельной на фоне недавних достижений эпигенетики. Как мы увидим, эта наука концентрируется на том, как внешние факторы взаимодействуют с генами, вызывая изменения в организме индивида.

На другой обложке журнала Time, выпущенного в начале января 2010 года, также изобразили двойную спираль ДНК, представив ее в виде гигантской молнии поперек обложки: ее блестящий золотой бегунок был частично опущен, как будто расстегивал настоящую нить ДНК. Заголовок гласил: «Почему ваша ДНК – это не приговор: Новая наука под названием „эпигенетика“ показывает, как выбор, который вы делаете, может изменить ваши гены и гены ваших детей»[19]. На этот раз журнал Time оказался на верном пути.

Работа Дарвина определяла эволюцию как процесс случайных мутаций между поколениями и выживание наиболее приспособленных особей, однако эпигенетика гораздо ближе к сильно раскритикованной теории французского биолога Жана-Батиста Ламарка, который предположил, что организм может передать своему потомству характеристики, приобретенные в течение жизни.

Эпигенетика – это изучение изменений в активности генов, которые не трансформируют сами гены, но все равно передаются по крайней мере одному последующему поколению. Паттерны экспрессии генов регулируются эпигеномом – совокупностью всех молекулярных меток, регулирующих экспрессию генов, но не меняющих их структуру. Он находится над геномом, сразу за его пределами (отсюда и приставка «эпи-», которая означает «выше»). Ключевой компонент генетики – это метилирование, при котором химическая группа (метил) присоединяется к частям ДНК[20]. Этот процесс действует как регулятор функции генов в ответ на физические и психосоциальные факторы. Эпигенетические «переключатели» включают или выключают гены, а также все промежуточные точки.

Метилирование – это динамический процесс, и уровни метилирования могут меняться в течение жизни в зависимости от внешнего и внутреннего опыта человека. Противоположным ему процессом является ацетилирование. Метилирование останавливает или полностью прекращает работу гена, в то время как ацетилирование частично или полностью включает ген.

Именно благодаря эпигенетическим переключениям факторы окружающей среды, такие как пренатальное питание, стресс и послеродовое поведение матери, могут влиять на экспрессию генов, которые передаются ребенку. Эпигенетические изменения представляют собой биологическую реакцию на один или несколько факторов окружающей среды, которые могут быть позитивными и жизнеутверждающими или, напротив, негативными и опасными для жизни. Эпигенетические изменения выполняют важную функцию во время беременности, биологически подготавливая потомство к среде, в которой оно родится.

Одной из основных задач эпигенетики является изучение передачи данных от одного поколения к следующему биологическими, а не психологическими средствами. Биологическое наследование говорит о том, что окружающая среда влияет на половые клетки (сперматозоиды и яйцеклетки) и что эти изменения в геноме затем передаются потомству. Эпигенетика предлагает нам знания и средства, с помощью которых мы можем улучшить физическое и психическое здоровье как наших потомков, так и свое собственное.

Соединение сперматозоида и яйцеклетки, как я уже упоминал, приводит к образованию зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). Эта крошечная клетка будет содержать полный набор инструкций по созданию целостного человеческого существа. Я задался вопросом, ограничивается ли информация только архитектурными планами построения тела или также включает данные, которые будут влиять на разум? Прежде чем мы перейдем к рассмотрению этого вопроса, следует упомянуть три других биологических способа обмена информацией между людьми, которые не связаны с зародышевыми клетками.

Недавно ученые обнаружили, что некоторые из переносимых кровью клеток, которые передаются ребенку во время беременности, остаются в теле матери. Кроме того, несколько клеток от предыдущих беременностей сохраняются в организме матери в течение многих лет. Этот процесс называется микрохимеризмом[21]. В результате исследований на людях и животных ученые выявили клетки эмбрионального происхождения в коже, кровотоке и во всех основных органах матери, включая сердце. Эти исследования показывают, что каждый из нас несет в себе две разные популяции клеток: одну – свою собственную и еще одну – от матери. Женщины, вынашивавшие ребенка, хранят в организме по меньшей мере три уникальных популяции клеток: свои собственные, своей матери и ребенка[22].