В Великобритании идет масштабный проект по изучению пищевого поведения с помощью близнецового метода. Одно из первых исследований в рамках этого проекта показало, что как переедание, так и недоедание в ответ на негативные эмоции практически не закреплено генетически. Оказалось также, что одни и те же дети могут и недоедать, и переедать — и это зависит от ситуации. В результате стало понятно, что изменения аппетита в ответ на эмоции у детей формируются под влиянием их семей.
Один из вопросов, которым часто задаются исследователи, какова наследуемость некоторого индивидуального признака. Под признаком здесь подразумевается любое свойство организма: от цвета волос и приобретенного этим летом загара до склонности к агрессии или изменчивому аппетиту. Вот, например, некоторые люди во время эмоционального переживания начинают есть больше, чем обычно, некоторые — меньше, а у кого-то аппетит от настроения никак не зависит. Возникают вопросы: почему так происходит? гены в этом виноваты или воспитание? Как правило, однозначного ответа нет, так как каждый организм — это продукт взаимодействия генов с внешними условиями во время его развития.
Всякий раз, встречая заголовки вроде «Найден ген ожирения», нужно помнить, что истинная картина намного сложнее: нет генов, которые бы в одиночку были «геном ожирения», «геном агрессии» и т. д. Работа всех этих генов зависит от внешних условий, от работы других генов, от разных случайностей, в конце концов. Так, например, какой-нибудь «ген высокого роста» (к примеру, hmga2 с цитозином) не сможет проявить себя при серьезном недоедании в детстве, а «ген черных волос» (нормальный mc1r) будет бессилен в случае полного облысения. При этом понимание того, как сильно генетика определяет нашу внешность, поведение и, главное, заболевания, просто необходимо для развития медицины: для лечения и предупреждения болезней, для оценки рисков при планировании семьи. Вот тут-то и пригождается эта самая наследуемость.
Если говорить точно, то наследуемость — это доля фенотипической изменчивости в популяции, обусловленная генетической изменчивостью. Проще говоря, — насколько в среднем признак зависит от генов. Если наследуемость равна единице, то исследуемый признак вообще не зависит от внешних условий и полностью формируется под действием генов. Такая идеальная ситуация практически невозможна, но, например, про такой сложный признак, как пол у млекопитающих, можно сказать, что он почти на 100% определяется генами. Но и здесь найдутся исключения. Наследуемость, равная нулю, когда признак полностью определяется средой, встречается намного чаще. Так, не зависит от генов, скажем, наличие или отсутствие царапины на вашем левом запястье. Большинство же случаев, интересующих исследователей, находятся где-то между этими двумя крайними вариантами. Точных границ не существует, но принято говорить о низкой, средней и высокой наследуемости. В некоторых исследованиях низкой считается наследуемость до 20%, в других — до 40%, а высокая наследуемость может начинаться с 40–70%. Все зависит от исследуемого признака и познается, так сказать, в сравнении.
Как же понять, что в сложном организме от генов, а что от среды? Ряд хитроумных способов оценки наследуемости опирается на относительно редкое для людей событие — рождение близнецов. Если близнецы монозиготные, то есть развились из одной яйцеклетки и на 100% имеют одинаковые гены, то все различия между ними можно приписать действию среды. У близнецов, которые были разлучены в младенчестве, несмотря на разницу в окружающих условиях обнаруживаются общие признаки (у которых высокая наследуемость), а также — несмотря на генетическую идентичность — и признаки различающиеся (у них низкая наследуемость). У дизиготных близнецов, развившихся благодаря оплодотворению двух разных яйцеклеток двумя разными сперматозоидами, общих генов примерно 50% (как и у «простых» братьев и сестер). Важно, что если они не были разлучены в детстве, то скорее всего росли почти в одинаковых условиях, чего нельзя сказать про детей, рожденных в разные годы. Получается, что различия в среде у детских близнецовых пар любого типа примерно сравнимы, а вот генетические различия вдвое выше у дизиготных пар. Поэтому, если некий признак различается между дизиготными близнецами чаще, чем между монозиготными близнецами, то дело в генах.
В связи с описанными возможностями близнецового метода ученые стараются привлекать для исследований как можно больше пар близнецов, ведь для получения более точных данных необходима большая статистика. Так, в Великобритании был создан проект Gemini. С марта по декабрь 2007 года учредители проекта связывались со всеми семьями Англии и Уэльса, у которых родились в этот период близнецы, и просили их принять участие в ряде исследований. Всего согласились участвовать 2402 семьи (4804 близнеца). Среди этих пар было 749 монозиготных и 1616 дизиготных, тип оставшихся 37 пар близнецов неизвестен. Может показаться странным, что для некоторых пар принадлежность к дизиготным или монозиготным близнецам не установлена. Но на самом деле действительно удивительно то, что для остальных двух с лишним тысяч (!) пар эта принадлежность установлена. Провести полное сравнение ДНК во всех этих случаях — задача пока неподъемная с финансовой точки зрения. А определение зиготности младенцев и маленьких детей по внешности представляет сложность не только для исследователей, но и во многих случаях для самих родителей. Ведь чем меньше возраст, тем сильнее дети друг на друга похожи.
Чтобы можно было проводить массовые исследования не только на взрослых близнецах, но и на детях, был разработан опросник для родителей, помогающий установить зиготность детей от 1 года. В нем 18 вопросов и основной акцент сделан на физических признаках, про которые известно, что они имеют высокую наследуемость (вроде формы мочки уха). Кроме того, родителям задают вопросы на способность различить своих детей, к примеру, по фотографии. Уже при разработке опросника была показана его высокая эффективность: результаты теста совпадали с данными анализа ДНК на 95% (T. S. Price et al., 2000. Infant zygosity can be assigned by parental report questionnaire data). Однако организаторы и сами проверили этот тест на точность, отсеквенировав ДНК 81 пары близнецов из проекта. Они получили полное совпадение результатов.
В рамках проекта Gemini проводили также различные опросы родителей о пищевом поведении их детей. В 2012 году 1027 семей прошли тест из 35 вопросов на пищевые привычки их детей (CEBQ). Вопросы в нем такие: «Ест ли Ваш ребенок больше, когда раздражен?» или «Снижается ли аппетит ребенка, когда он расстроен?» и т. д. Они направлены на выявление склонности к перееданию или недоеданию во время эмоционального переживания.
Эти две пищевые привычки заинтересовали ученых в связи с их возможным влиянием на здоровье: первую привычку, как у детей, так и у взрослых связывают с избыточным весом, вторую — с недостатком веса. Однако подтверждается исследованиями лишь связь с избыточным весом (L. Webber et al., 2009. Eating behaviour and weight in children), данных же о последствиях эмоционального недоедания почти нет в литературе. До сих пор не известно, почему эти привычки формируются. Кто-то считает их врожденными, кто-то — результатом подражания родителям или же последствием избытка или недостатка еды в младенчестве и т. д. Авторы работы решили в первую очередь выяснить, какова наследуемость склонностей к этим привычкам: насколько их формируют гены, а насколько среда.
Оказалось, что между склонностями к перееданию и недоеданию у пятилетних детей существует значительная корреляция, то есть зачастую один и тот же ребенок одновременно склонен и к тому, и к другому. Почему он выбирает то или иное действие в каждом конкретном случае, пока не ясно. Опросник под «эмоциональным переживанием» подразумевает разные вещи, например, грусть или раздражение, так что вполне возможно, что разные типы поведения проявляются в ответ на разные эмоции.
Различия по пищевым привычкам между живущими вместе монозиготными близнецами оказались очень низкими. Исследователи вычислили, что не более чем на 2% склонность к эмоциональному перееданию или недоеданию определяется внешними условиями, разными для близнецов одной семьи. Самое важное, что эти различия оказались почти одинаковыми для близнецов в монозиготных и дизиготных парах. Та небольшая разница, которую все-таки удалось уловить, говорит о всего лишь 7-процентном вкладе генов для обоих типов поведения. Это неожиданно мало. А вклад общих для близнецов внешних условий — повадок родителей и их методов воспитания, финансового положения семьи и пр. — в результате составил 91%.
Этот поистине грандиозный проект продемонстрировал, что склонность к изменению пищевого поведения в ответ на эмоциональное переживание формируется у детей в семье, а не под действием генов. Возможно, особую роль здесь играет родительская стратегия поощрять или успокаивать ребенка вкусненьким. Некоторые корреляции этой стратегии с эмоциональным перееданием уже были показаны для детей школьного возраста. Излишнее внимание к тому, что ест ребенок и как много он ест, тоже коррелирует с эмоциональным перееданием. Про формирование же эмоционального спада аппетита известно меньше, но данные обсуждаемой работы говорят об общности двух пищевых привычек. Похоже, что и одну, и другую сторону этой медали формирует у детей их семья, причем одними и теми же методами.