Геном человека изменяется с возрастом

Определенные химические маркеры в геноме человека изменяются в течение всей его жизни. Такое заключение сделала международная группа исследователей после анализа образцов ДНК одних и тех же людей, полученных с интервалом в несколько лет. Ученые опубликовали свою работу в журнале Journal of the American Medical Association.

Молекулы ДНК человека несут информацию обо всех особенностях его организма. Информацию, содержащуюся в геноме, можно условно разделить на два типа. Первый - это информация, закодированная в составных блоках ДНК - азотистых основаниях. Она передается по наследству и остается неизменной в течение жизни человека (если в ДНК не появляются случайные изменения - мутации). Информация второго типа определяется так называемыми эпигенетическими маркерами - химическими "надстройками" азотистых оснований. Наследование эпигенетических маркеров не подчиняется классическим законам генетики, однако они оказывают существенное влияние на функционирование генома.

До сих пор у ученых не было единого мнения относительно изменения эпигенетических маркеров ДНК в течение жизни человека. Исследователи под руководством Эндрю Фейнберга (Andrew Feinberg) из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе изучали этот вопрос на примере одного из видов эпигенетической маркировки - метилирования. Ученые анализировали образцы ДНК 111 человек из Исландии, взятые в начале 1990-х и 2000-х годов. Во время отбора второй серии образцов добровольцам было 69 лет и больше. Чтобы исследовать рисунок метилирования, ученые использовали особый фермент, который режет определенную последовательность ДНК только в том случае, если она метилирована. Оценивая количество разрезов в "старых" и "новых" образцах ДНК, исследователи определяли разницу в уровне метилирования.

Оказалось, что у двух третей добровольцев уровень метилирования изменился как минимум на пять процентов. Приблизительно у трети исследованных людей "накопилось" около десяти процентов изменений. Интересно, что увеличение и уменьшение количества метильных групп в геноме наблюдалось одинаково часто. Чтобы понять, носит ли изменение профиля метилирования наследственный характер, ученые сравнили ДНК 126 человек из 21 американской семьи. Образцы ДНК отбирались с интервалом в 16 лет.

Результаты этих тестов оказались примерно такими же, как и результаты предыдущего эксперимента: у двух пятых из добровольцев уровень метилирования изменился на пять процентов и частота "прибавок" и "вычетов" метильных групп была примерно одинаковой. Однако у членов одной семьи преимущественно наблюдалось либо уменьшение либо увеличение числа метильных групп в геноме.

Авторы работы признают, что несмотря на всю важность полученных результатов, на сегодняшний день оценить их значение не представляется возможным. Эпигенетические изменения оказывают существенное воздействие на функционирование генома в целом, однако механизмы действия этих изменений пока весьма слабо изучены.

Вселенная оказалась фракталом

Группа итальянских и российских астрономов, проанализировав данные, полученные в рамках Слоановской программы цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey), пришла к выводу, что материя во Вселенной распределена в виде фрактала. Традиционно считается, что при увеличении масштаба распределение материи во Вселенной становится непрерывным. Опровержение этого постулата, лежащего в основе большинства космологических теорий, может привезти к пересмотру практически всех существующих моделей Вселенной. Работа ученых принята к печати в журнал Nature Physics.

Фракталом в математике называется множество, обладающее самоподобной структурой. Грубо говоря, оно состоит из кусочков, являющихся уменьшенной копией всего множества. Большинство астрономов признают, что локально Вселенная имеет фрактальную структуру: планетарные системы объединены в галактики, галактики в кластеры, кластеры в суперкластеры и так далее. До настоящего момента считалось, что распределение материи можно считать непрерывным, начиная с объектов размером около 200 миллионов световых лет. Используя данные о более чем 900 тысячах галактик и квазаров, исследователи показали, что непрерывность отсутствует и при масштабе в 300 миллионов световых лет.

Полученные выводы противоречат, в частности, основам теории Большого Взрыва. Согласно этой теории в первые моменты после рождения Вселенной материя была распределена равномерно и непрерывно. Более того, за время, прошедшее с момента Большого Взрыва, под действием гравитации фрактальные структуры вселенского масштаба просто не могли успеть образоваться.

В подтверждение непрерывности первоначального распределения материи приводится распределение реликтового излучения. Реликтовым излучением называется электромагнитное излучение, оставшееся со времен Большого Взрыва. Карта распределения этого излучения была составлена в 2003 году. На ней видно, что излучение распределено относительно равномерно. Это означает, что и материя в момент Большого Взрыва была распределена относительно равномерно.

В настоящее время теории фрактальной Вселенной не существует. Как считают исследователи, опираясь на теорию относительности Эйнштейна, такую теорию создать возможно, однако от существующих ее будет отличать крайняя сложность.