В 1864 году, ближе к концу Гражданской войны в США, условия в лагерях для военнопленных Конфедерации были наихудшими. В некоторых лагерях была такая переполненность, что у заключенных, солдат армии Союза с севера, было по квадратному футу могилы. Уровень смертности среди заключенных резко возрос.
Для тех, кто выжил, мучительные испытания оставили след на всю жизнь. Они вернулись в общество с ослабленным здоровьем, худшими перспективами трудоустройства и более короткой продолжительностью жизни . Но влияние этих невзгод не ограничивалось теми, кто их пережил. Это также оказало влияние на детей и внуков заключенных , которое, по-видимому, передавалось по мужской линии семей.
Хотя их сыновья и внуки не испытали тягот лагерей для военнопленных – и если что-то было хорошо обеспечено в их детстве – они страдали от более высоких показателей смертности, чем население в целом. Похоже, военнопленные передали часть своей травмы своим потомкам.
Но в отличие от большинства наследственных заболеваний, это не было вызвано мутациями самого генетического кода. Вместо этого исследователи изучали гораздо более неясный тип наследования: как события в жизни человека могут изменить способ выражения его ДНК, и как это изменение может быть передано следующему поколению.
Это процесс эпигенетики, где читаемость или экспрессия генов изменяется без изменения самого кода ДНК. Крошечные химические метки добавляются или удаляются из нашей ДНК в ответ на изменения в окружающей среде, в которой мы живем. Эти метки включают или выключают гены, предлагая способ адаптации к изменяющимся условиям без внесения более постоянного изменения в наши геномы.
Но если эти эпигенетические изменения, приобретенные в течение жизни, действительно могут передаваться последующим поколениям, последствия будут огромными. Ваш жизненный опыт — особенно травматический — окажет очень реальное влияние на вашу семью на протяжении поколений. Растет число исследований, которые поддерживают идею о том, что последствия травмы могут отражаться на поколениях через эпигенетику.
Для военнопленных в лагерях Конфедерации эти эпигенетические изменения были результатом чрезвычайной скученности, плохой санитарии и недоедания. Мужчинам приходилось выживать на скудных пайках кукурузы, и многие умирали от диареи и цинги .

«Наступает период интенсивного голодания», — говорит автор исследования Дора Коста, экономист из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «Мужчины превратились в ходячие скелеты».

У сыновей военнопленных уровень смертности был на 11% выше, чем у сыновей ветеранов, не являющихся военнопленными.
Коста и ее коллеги изучили медицинские карты почти 4600 детей, отцы которых были военнопленными, сравнив их с данными чуть более 15 300 детей ветеранов войны, которые не попали в плен.
У сыновей военнопленных уровень смертности был на 11% выше, чем у сыновей ветеранов, не являющихся военнопленными. Другие факторы, такие как социально-экономический статус отца, работа и семейное положение сына, не могли объяснить более высокий уровень смертности, обнаружили исследователи.
Эта избыточная смертность была в основном обусловлена ​​более высокими показателями кровоизлияния в мозг. Сыновья ветеранов PoW также имели немного большую вероятность умереть от рака. Но дочери бывших PoW, по-видимому, были невосприимчивы к этим эффектам.

Эта необычная, связанная с полом закономерность была одной из причин, по которой Коста заподозрил, что эти различия в состоянии здоровья были вызваны эпигенетическими изменениями. Но сначала Коста и ее команда должны были исключить, что это был генетический эффект.
«Могло случиться так, что генетическая черта, которая позволила отцу выжить в лагере, например, склонность к ожирению, была плохой в обычное время», — говорит Коста. «Однако, если вы посмотрите на семьи, то увидите, что эффекты есть только у сыновей, родившихся после, но не до войны».
Если бы это была генетическая черта, то дети, родившиеся до и после войны, с одинаковой вероятностью показали бы сокращение продолжительности жизни. При исключении генетической причины наиболее правдоподобным объяснением остается эпигенетический эффект.
«Гипотеза заключается в том, что на хромосоме Y есть эпигенетический эффект», — говорит Коста. Этот эффект согласуется с исследованиями в отдаленных шведских деревнях, где нехватка продовольствия имела эффект на поколение по мужской линии , но не по женской.
Но что, если этот повышенный риск смерти был вызван наследием травмы отца, которая не имела ничего общего с ДНК? Что, если травмированные отцы были более склонны к насилию над своими детьми, что приводило к долгосрочным последствиям для здоровья, и сыновья несли на себе основную тяжесть этого больше, чем дочери?

У детей, рожденных от мужчин до того, как они стали военнопленными, не наблюдалось резкого роста смертности, но у сыновей тех же мужчин после пребывания в лагере для военнопленных наблюдался резкий рост смертности.
И снова сравнение здоровья детей в семьях помогло исключить это. Дети, рожденные от мужчин до того, как они стали военнопленными, не показали всплеска смертности. Но сыновья тех же мужчин после их пребывания в лагере военнопленных показали.
«Это случай исключения других возможных вариантов», — говорит Коста. «Во многом это доказательство методом исключения и наиболее последовательное объяснение».
Многие из случаев, когда травма, как считается, передавалась из поколения в поколение через эпигенетику людей, связаны с самыми темными моментами в истории. Войны, голод и геноциды, как считается, оставили эпигенетический след на потомках тех, кто от них пострадал.

Некоторые исследования оказались более спорными, чем другие. Исследование 2015 года показало, что у детей выживших в Холокосте были эпигенетические изменения в гене, который был связан с их уровнем кортизола, гормона, участвующего в реакции на стресс.
«Идея сигнала, эпигенетического открытия, которое есть у потомства людей, переживших травму, может означать многое», — говорит Рэйчел Йехуда, директор отдела исследований травматического стресса в Медицинской школе Маунт-Синай и автор исследования. «Здорово, что он там есть».
Исследование было небольшим, оценивало всего 32 человека, переживших Холокост, и в общей сложности 22 их ребенка, с небольшой контрольной группой. Исследователи раскритиковали выводы исследования . Без рассмотрения нескольких поколений и более широкого поиска в геноме мы не можем быть уверены, что это действительно эпигенетическое наследование.
Йехуда признает, что в некоторых отчетах статья была раздута до невероятных размеров , и для того, чтобы сделать однозначные выводы, потребуются более масштабные исследования, оценивающие несколько поколений.
«Это было одно небольшое исследование, срез взрослых людей много-много лет спустя после родительской травмы. Тот факт, что мы получили подсказку, был большой новостью», — говорит Йехуда. «Теперь вопрос в том, как нарастить мясо на кости? Как на самом деле понять механизм происходящего?»

Когда щенки чувствовали запах цветущей вишни, они становились более нервными и нервными, чем щенки, чьи отцы не были приучены бояться этого запаха.
Контролируемые эксперименты на мышах позволили исследователям сосредоточиться на этом вопросе. Исследование 2013 года показало, что существует межпоколенческий эффект травмы, связанной с запахом . Исследователи распыляли ацетофенон, имеющий запах цветущей вишни, по клеткам взрослых самцов мышей, одновременно ударяя их по лапкам электрическим током. После нескольких повторений мыши ассоциировали запах цветущей вишни с болью.
Вскоре после этого самцы скрестились с самками мышей. Когда их детеныши чувствовали запах цветущей вишни, они становились более нервными и дергаными, чем детеныши, чьи отцы не были приучены бояться ее. Чтобы исключить возможность того, что детеныши каким-то образом узнавали о запахе от своих родителей, их воспитывали неродственные мыши, которые никогда не чувствовали запаха цветущей вишни.
Внуки травмированных самцов также показали повышенную чувствительность к запаху. Ни одно из поколений не показало большей чувствительности к запахам, отличным от запаха цветущей вишни, что указывает на то, что наследование было специфичным для этого запаха.
Эта чувствительность к запаху цветущей вишни была связана с эпигенетическими модификациями в ДНК их спермы. Химические маркеры в их ДНК были обнаружены на гене, кодирующем рецептор запаха, экспрессируемый в обонятельной луковице между носом и мозгом, который участвует в восприятии запаха цветущей вишни. Когда команда препарировала мозг детенышей, они также обнаружили большее количество нейронов, которые распознают запах цветущей вишни, по сравнению с контрольными мышами.

Страх не передается из поколения в поколение, а страх одного поколения приводит к чувствительности следующего.
Второе и третье поколение, по-видимому, испытывали не страх перед самим запахом, а повышенную чувствительность к нему. Это открытие проливает свет на часто упускаемую из виду тонкость эпигенетического наследования — следующее поколение не всегда демонстрирует ту же самую черту, которую развили их родители. Дело не в том, что страх передается из поколения в поколение — дело в том, что страх перед запахом в одном поколении приводит к чувствительности к тому же запаху в следующем.
«Так что это не «яблоки за яблоки», — говорит Брайан Диас, автор исследования и научный сотрудник Университета Эмори и Национального центра изучения приматов Йеркса в США. Даже термин «наследование» здесь следует уточнить, добавляет он. «Слово «наследование» предполагает, что это должно быть точным представлением признака, который передается по наследству».

Последствия передачи эффектов травмы огромны, даже если они слегка меняются между поколениями. Это изменило бы то, как мы видим нашу жизнь в контексте опыта наших родителей, влияя на нашу физиологию и даже на наше психическое здоровье. А осознание того, что последствия наших собственных действий и опыта могут повлиять на жизнь наших детей — даже задолго до того, как они будут зачаты, — может совершенно по-другому взглянуть на то, как мы выбираем жить.
Несмотря на то, что эти отголоски травмы передаются из поколения в поколение, существует большой камень преткновения в исследовании эпигенетического наследования: никто не уверен, как это происходит. Некоторые ученые считают, что это на самом деле очень редкое событие .
Одной из причин, по которой это может не быть широко распространено, является то, что подавляющее большинство одного типа эпигенетических отметок в ДНК — добавление группы химических веществ, известное как метилирование — стирается в самом начале жизни, и процесс добавления этих химических групп в ДНК начинается практически с нуля. Несмотря на эти отголоски травм, передающиеся из поколения в поколение, существует большой камень преткновения в исследовании эпигенетического наследования: никто не знает наверняка, как это происходит.
«Как только сперматозоид попадает в яйцеклетку млекопитающего, происходит быстрая потеря метилирования ДНК из отцовского набора хромосом», — говорит Энн Фергюсон-Смит, исследователь эпигенетики в Кембриджском университете. «Вот почему трансгенерационное эпигенетическое наследование является таким сюрпризом.
«Очень трудно представить, как может существовать эпигенетическое наследование, когда в следующем поколении происходит процесс удаления всех эпигенетических меток и наложения новых».
Однако есть части генома, которые не стираются. Процесс, называемый геномным импринтингом, защищает метилирование в определенных точках генома. Но эти участки не являются теми, где обнаруживаются эпигенетические изменения, имеющие отношение к травме.
Недавнее исследование группы Фергюсона-Смита предполагает, что эпигенетическое наследование, вероятно, очень редко встречается у мышей.
Но другие исследователи убеждены, что они обнаружили отличительные признаки эпигенетического наследования для нескольких признаков – как у людей, так и у животных. Более того, они думают, что нашли механизм того, как это работает. На этот раз это могут быть молекулы, похожие на ДНК – известные как РНК – которые изменяют то, как функционируют гены.
Недавняя работа выявила убедительные доказательства того, что РНК может играть роль в том, как последствия травмы могут быть унаследованы . Исследователи изучили, как травма в раннем возрасте может передаваться, если забирать детенышей мышей от их матерей сразу после рождения.
«Наша модель совершенно уникальна», — говорит Изабель Мансуй из Университета Цюриха и Швейцарской высшей технической школы Цюриха, которая руководила исследованием. «Она призвана имитировать разобщенные семьи или насилие, пренебрежение и эмоциональный ущерб, которые вы иногда видите у людей».
Симптомы, которые демонстрировали эти щенки по мере взросления, также имитировали симптомы, наблюдаемые у детей, которые пережили раннюю травму. У мышей проявились признаки повышенного риска и более высокого потребления калорий, оба признака наблюдаются у переживших детскую травму. Когда самцы выросли, у них появились щенки, которые демонстрировали схожие черты — переедание, риск и более высокий уровень антисоциального поведения. У щенков наблюдались типичные измененные модели поведения, свойственные щенкам, чьи родители пережили травму.
Исследователи извлекли молекулы РНК из спермы самцов мышей, которые были травмированы, и ввели эти молекулы в ранние эмбрионы мышей, родители которых не испытали эту раннюю травму. Однако полученные детеныши показали типичные измененные поведенческие модели детеныша, родители которого испытали травму.
Они также обнаружили, что разная длина молекул РНК связана с разными поведенческими моделями: более длинные РНК соответствуют большему потреблению пищи, изменяют реакцию организма на инсулин и большему риску. Более короткие молекулы РНК связаны с проявлением признаков отчаяния.
«Мы впервые увидели такую ​​причинно-следственную связь», — говорит Мансуй.

Почти 30 лет спустя посттравматическое стрессовое расстройство стало признанным в медицине состоянием, что объясняет, почему последствия травмы могут проявляться на протяжении десятилетий в жизни человека.
Пока неизвестно, как эти молекулы РНК изменяют поведение нескольких поколений. Сейчас Мансуй проводит эксперименты на людях, чтобы выяснить, действуют ли у них подобные процессы. Первоначальные эксперименты других исследователей показали, что это, похоже, имеет место у мужчин .
Это исследование, как и многие исследования мышей, фокусируется на сперме и эпигенетическом наследовании по мужской линии. Это не потому, что ученые думают, что это происходит только у самцов. Просто изучать яйцеклетки намного сложнее, чем изучать сперму.
Однако следующим шагом станет расшифровка эпигенетического наследования по женской линии.
«Нам нужно было с чего-то начать», — говорит Мансуй. «Но мы хотим получить модель травмы, которая покажет, как наследование происходит как по женской, так и по мужской линии».

Наука об эпигенетическом наследовании последствий травм молодая, а это значит, что она все еще вызывает жаркие споры. Существуют и другие известные виды эпигенетических механизмов, которые относительно мало изучены. Один из них называется модификацией гистонов, где белки, которые действуют как каркас для ДНК, химически помечены. Теперь исследования начинают предполагать, что гистоны также могут быть вовлечены в эпигенетическое наследование через поколения у млекопитающих.
«Я предполагаю, что ответ заключается в том, что все эти механизмы могут взаимодействовать, давая нам явление межпоколенческого наследования приобретенных признаков», — говорит Диас.
Наука об эпигенетическом наследовании последствий травмы молода, а это значит, что она все еще вызывает жаркие споры. Для Йехуды, который в 1990-х годах провел пионерскую работу по посттравматическому стрессовому расстройству, это сопровождается чувством дежавю. «То, что мы имеем с эпигенетикой сегодня, похоже на то, что было, когда мы впервые начали изучать ПТСР», — говорит она. «Это был спорный диагноз. Не все верили, что травма может иметь долгосрочные последствия». Почти 30 лет спустя посттравматическое стрессовое расстройство стало признанным в медицине состоянием, что объясняет, почему последствия травмы могут проявляться на протяжении десятилетий в жизни человека.
Но если будет доказано, что травма передается из поколения в поколение у людей так же, как это происходит у мышей, то мы не должны испытывать чувство неизбежности этого наследования, говорит Диас.
Используя свои эксперименты с цветением вишни на мышах, он проверил, что произойдет, если самцы, которые боялись запаха, впоследствии будут лишены чувствительности к запаху. Мыши неоднократно подвергались воздействию запаха, не получая при этом удара током по ногам.
«Мышь не забыла, но теперь у нее формируется новая ассоциация, поскольку этот запах больше не связан с ударом по лапе», — говорит Диас.
Когда он посмотрел на их сперму, они потеряли свою характерную «пугливую» эпигенетическую подпись после процесса десенсибилизации. Детеныши этих мышей также больше не проявляли повышенную чувствительность к запаху. Таким образом, если мышь «отучится» ассоциировать запах и боль, то следующее поколение может избежать эффектов. Это также предполагает, что если люди наследуют травмы схожим образом, то влияние на нашу ДНК можно было бы устранить с помощью таких методов, как когнитивно-поведенческая терапия.
«Система обладает пластичностью», — говорит Диас. «Жребий не брошен. По большей части мы не испорчены как человеческая раса, хотя травм в нашей среде предостаточно».
Диас утверждает, что, по крайней мере, в некоторых случаях исцеление последствий травмы, полученной нами при жизни, может положить конец ее дальнейшему проявлению в поколениях.