Институт истории естествознания и техники РАН 199034, С. Петербург, Университетская набережная, 5 Рассмотрен параллелизм в становлении понятийного аппарата, применяемого при изучении структурной и динамической наследственной памяти. Гену как элементарной единице структурной наследственности соответствует концепция эпигена (Чураев, 1975), необходимая при описании эпигенетической изменчивости. В логическую схему эпигена естественным образом входят независимо предложенные разными авторами

more »

... ые понятия: эпигенотип, эпиаллель, эпигетерозигота, эпимутация, эпивариация. Показано, что причины организации и функционирования эпигенов у фага лямбда (плюс и минус авторегуляция, альтернативность промоторов, сложность рецепторной промоторной зоны, кооперативность) справедливы для разных эпигенов бактерий и эукариот. В качестве примеров рассмотрены транспозоны-эпигены ТпЗ у бактерий, Spm у кукурузы, Р-элемент дрозофилы, а также ключевой ген -переключатель пола Sxl у дрозофилы. Концепция эпигена обладает несомненной эвристической ценностью при истолковании разных форм неканонической неменделевской наследственной изменчивости (парамутации, поведение транспозонов, импринтинг, косупрессия генов при трансгенозе и др.), при планировании диагностических экспериментов и с точки зрения эволюционной теории. Цель настоящей статьи -привлечь внимание к концепции эпигена, сформулированной около 20 лет назад и разработанной в последующие годы [1-4], а также обсудить некоторые концептуальные аспекты, связанные с ее возникновением и некоторыми важными следствиями на современном уровне развития генетики. Репертуар генетических эффектов, относящихся к сфере эпигенетической изменчивости, непрерывно расширяется [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] . Регуляция поведения транспозонов, особенно у эукариот, может быть понята только в рамках эпигенетической изменчивости [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] . Для ряда ключевых генов, контролирующих важные этапы онтогенеза у эукариот, обнаружено явлияние авторегуляции, что является имманентным свойством для систем типа эпигенов [22] [23] [24] . Генетическая регуляция пола у эукариот, механизмы, определяющие выбор половой дифференциации, оказались в принципе сходны с механизмами выбора между литическим и лизогенным режимами фага лямбда [25 ] . Именно эта генетическая система была использована для формулировки и разработки концепции эпигена. Загадочное явление косупрессии гомологичных генов, обнаруженное в начале 90-х годов при исследовании трансгенных растений [11, 26, 27] , теоретически было предсказано еще в 1961 в одной из провидческих двухоперонных моделей Моно и Жакоба [28]. Эпигенетическая изменчивость: гносеологический парадокс. В обширной литературе по проблеме эпигенетической изменчивости обнаруживается © м. д. ГОЛУБОВСКИЙ, 1996 5 ГОЛУВОВС'КИЙ м д. один концептуальный парадокс. Наряду с терминами «эпигенетика» и «эпигенетическая изменчивость», возникшими уже в конце 50-х годов [29, 30 ], в той или иной степени позднее получили распространение производные понятия: эпигенотип [29, 31-33 ], эпимутация [7, 17] и даже эпиаллель -термин, впервые использованный в конце 70-х годов Кермайклом [ 11, 33] . Но термин «эпиген», который именовал бы элементарную наследственную единицу, лежащую в основе эпигенетической изменчивости, еще не вошел в научный оборот. Причины этого разные, но часть из них лежит в чисто гносеологической сфере. Научные понятия, как очевидно из истории науки, нередко возникают вовсе не в той последовательности, в которой они затем самоорганизуются или логически выстраиваются исследователями. В ходе последней процедуры нередко трансформируется оригинальный, авторский смысл термина или понятия. Термин «ген», к примеру, возник позже, чем название науки генетики, изучающей все, что происходит с генами. И даже понятие «аллеломорф» в смысле альтернативной формы гена появилось ранее, чем сам термин «ген»! В этом смысле концепция эпигена возникла, казалось бы, вовремя (во всяком случае ранее, чем появившиеся затем понятия «эпимутация» и «эпиаллель»). Но, к сожалению, оригинальная статья, где были изложены основные положения этой концепции, осталась практически неизвестной, будучи напечатанной в малотиражном ротапринтном издании [ 1 ]. И хотя суть концепции эпигена была затем кратко изложена по-английски, но лишь как один из разделов большой статьи в специализированном сборнике работ по математической биологии [34] . Резонанса не получилось. Принятие и распространение в сообществе свежей идеи обычно требуют определенного уровня ее амплификации, причем разными авторами. Представляется, что основные положения концепции эпигена не только выдержали испытание временем, но следствия из нее весьма эвристичны и могут помочь концептуальному осмыслению многих необычных факторов современной молекулярной генетики. Поэтому готовящийся к публикации полный английский перевод оригинального варианта статьи «Гипотеза об эпигене» [1 ] заполнит имеющуюся лакуну в этой области, а также закрепит приоритет автора. Ген и эпиген: концептуальные параллели. Процесс познания связан, как свидетельствует история науки, не только с обнаружением неизвестных ранее факторов и явлений, но и с концептуальными новациями и открытиями. Рамки последних обширны: от пострения новой системы постулатов до введения новых способов описания и символического представления данных и создания (изобретения) новых терминов. О тайной силе, которую имеет новый удачный термин, прекрасно писал в начале века Пуанкаре: «Удивляешься силе, которую может иметь одно слово. Вот объект, о котором ничего нельзя было сказать, пока он не был окрещен; достаточно было дать ему имя, чтобы произошло чудо. Каким образом это происходит? Это происходит потому, что, давая ему имя, мы тем самым неявно утверждаем, что объект существует...» [25] . Мендель не только открыл законы наследования признаков и постулировал существование дискретных наследственных зачатков. Мендель ввел новые способы описания гибридов, включая индивидуальный анализ, анализирующие скрещивания, количественный учет потомков. Важнейшим его концептуальным нововведением была буквенная символика для обозначения контрастных пар признаков, характера их доминирования, комбинирования и поведения у гибридов. Эта символика чрезвычайно облегчила анализ сложных случаев расщепления и генетико-популяционный анализ. Процессы возникновения, становления и семантической эволюции по-