Геномное исследование выявило аномальное метилирование ДНК у собак, подвергшихся воздействию свинца

Эпигенетика изучает изменения активности генов, не вызванные изменениями последовательностей ДНК. Метилирование ДНК — добавление метильных групп к ДНК — наиболее известная эпигенетическая модификация. Воздействие свинца вызывает эпигенетические изменения, и их понимание поможет полнее оценить последствия токсичности свинца. Это особенно важно, так как эпигенетические изменения могут затрагивать несколько поколений.

Исследователи из Японии и Замбии, включая доцента Хоккайдского университета Дзюмпэя Ямадзаки и ассистент-профессора Шоуту М. М. Накаяму, выявили аномально высокие уровни метилирования ДНК у собак, подвергшихся высоким дозам свинца вблизи горнодобывающего района в Кабве, Замбия. Исследование опубликовано в журнале Environmental Pollution.

В апреле-мае 2017 года команда взяла образцы крови у 20 собак. Концентрацию свинца в них измерили методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS). Собак обследовали с согласия владельцев, так как они подвергались большему воздействию свинца, чем люди. Образцы разделились на два кластера: с высоким (в среднем 43,6 микрограмма на децилитр крови) и низким (в среднем 7,2 мкг/дл) уровнем свинца.

Из образцов выделили ДНК и провели её комплексный анализ на секвенаторе нового поколения с помощью метода Canine DREAM (digital restriction enzyme analysis of methylation), разработанного командой, чтобы выявить различия в метилировании ДНК между группами.

Анализ выявил 827 участков в геномах собак, где метилирование ДНК различалось между группами. Участки с повышенным метилированием (гиперметилированные сайты) в основном наблюдались в группе высокого воздействия. При этом 26 из этих сайтов были связаны с промоторами — последовательностями ДНК, необходимыми для экспрессии генов, включая промотор гена, участвующего в росте нервов. Валидационное исследование на другой группе из 20 собак в том же районе показало аналогичный результат.

Исследование предполагает, что гиперметилирование, которое, как известно, связано с подавлением экспрессии генов, сильно зависит от воздействия свинца. Оно также подтверждает предыдущие работы, показавшие связь отравления свинцом с эпигенетическими изменениями, особенно метилированием ДНК.

Подобные эпигенетические изменения могут происходить у людей и других животных. Это открывает путь для разработки новых биомаркеров и методов лечения отравления свинцом — серьёзной глобальной проблемы со здоровьем, вызывающей симптомы, включая нейротоксичность, особенно у младенцев и детей младшего возраста.