Най-голямото откритие на Майкъл Скинър започна, както често се случва в научни истории като тази, с блестящ провал. Още през 2005 г., когато той все още беше традиционен биолог в развитието и признанията и атаките все още бяха в бъдеще, разсеян научен сътрудник отиде в кабинета си, за да се извини, че направи експеримент една стъпка твърде далеч. В лабораториите си в Университета на щата Вашингтон, тя и Скинър бяха изложили бременни плъхове на ендокринен разрушител - химикал, за който се знае, че пречи на развитието на плода - с надеждата да нарушат (и по този начин да придобият по-голямо разбиране) на процеса, чрез който нероденият плод става или мъж или жена. Но използваното химическо вещество, земеделски фунгицид, наречен винклозолин, в крайна сметка не е повлияло на сексуалната диференциация. Учените откриха по-нисък брой сперматозоиди и намалена плодовитост, когато мъжкото потомство достигне зряла възраст, но това не беше изненада. Изследването изглеждаше като бюст.
От тази история
[×] ЗАКРИТЕ
„Конфликтите с хората решават много малко“, казва Скинър. „Най-добрият начин да се справите с тези неща е да оставите науката да говори сама за себе си.“ (Брайън Смайл) 
Скинър е търгувал лов за мухолов. (Брайън Смайл) 
Фото галерия
Случайно колегата на Скинър е отгледал внуците на тези открити плъхове, създавайки четвърто поколение или правнуци на оригиналните поданици. - Добре е - каза й Скинър. „Можете също така да ги анализирате.“ Ако не друго, помисли си той, упражнението може да я отклони от грешката. Затова тя продължила напред и изследвала тестисите на плъховете под микроскоп.
Това, което те откриха, не само ще промени посоката на изследванията на Скинър, но и ще постави под въпрос основополагащия принцип на съвременната биология. И Скинър щеше да стане предшественик на нов начин на мислене за възможните дългосрочни последици за здравето от излагане на химикали от околната среда.
Откритията му засягат основния въпрос как биологичните инструкции се предават от едно поколение на друго. От половин век е общоизвестно, че генетичният материал ДНК контролира този процес; „буквите“ в нишката на ДНК изписват съобщения, които се предават от родител на потомство и т.н. Съобщенията идват под формата на гени, молекулярният еквивалент на изреченията, но не са постоянни. Промяната в писмо, в резултат на случайна мутация, например, може да промени съобщението на гена. След това промененото съобщение може да бъде предадено.
Странното при лабораторните плъхове на Скинър е, че три поколения след като бременните майки са били изложени на фунгицида, животните са имали необичайно нисък брой сперматозоиди - но не поради промяна в тяхната наследствена последователност на ДНК . Озадачени, Скинър и неговият екип повториха експериментите - веднъж, два пъти, 15 пъти - и откриха същите дефекти на спермата. Така те развъждаха повече плъхове и тестваха повече химикали, включително вещества, които водят до заболявания в простатата, бъбреците, яйчниците и имунната система. Отново и отново тези заболявания се проявяват и при потомството на майките, изложени на химическо вещество от четвърто и пето поколение.
"По същество", обяснява Скинър, "това, на което е била изложена прабаба ви, може да причини заболяване у вас и вашите внуци."
И, стряскащо, какъвто и път на болестта да се отваря химикал в покритите с козина тела на плъхове, той не започва и не завършва с мутация в генетичния код. Вместо това Скинър и неговият екип откриха, че тъй като токсините се наводниха, те промениха модела на прости молекули, наречени метилови групи, които се придържат към ДНК в зародишните клетки на плода, които в крайна сметка биха се превърнали в яйца или сперма. Подобно на бурките, залепени за плетен пуловер, тези метилни молекули пречат на функционирането на ДНК и го пренасят надолу през бъдещите поколения, отваряйки всяка нова към същите болести. Тези бури, за които се знае, че участват в развитието, продължават да съществуват поколения. Това явление беше толкова неочаквано, че породи ново поле, Скинър беше признат лидер, наречен трансгенерационна епигенетика или изследване на наследствени промени, които не могат да бъдат обяснени от традиционната генетика.
Проучване на Skinner и колеги, публикувано миналата година в списание PLOS One, значително повиши антената. Контузите не бяха просто привързани случайно, установи Скинър. Вместо това те се закрепиха в конкретни уговорки. Когато къпеше вътрешностите на бременните си плъхове в спрей за буболечки, реактивно гориво и BPA, наскоро компонентът от пластмаса беше забранен от бебешките бутилки, всяко излагане оставяше отчетлив образец на прикачени метилни групи, които съществуват в правнуците на открити плъхове.
Не само околната среда на вашата прабаба влияе върху здравето ви, заключи Скинър, но химикалите, на които беше изложена, може да са оставили пръстов отпечатък, който учените всъщност могат да проследят.
Констатациите сочат потенциално нова медицинска диагностика. В бъдеще може дори да отидете в лекарския си кабинет, за да се прегледат вашите модели на метилиране. Излагането на лабораторни плъхове на химическия DDT може да доведе до затлъстяване в следващите поколения - връзка от екипа на Skinner докладва през октомври. Хипотетично някой лекар може някой ден да погледне вашите модели на метилиране в началото на живота, за да определи риска за затлъстяването по-късно. Нещо повече, токсиколозите може да се наложи да преразгледат как изследват химическата експозиция, особено тези, възникващи по време на бременност. Работата поражда последици за наблюдението на околната среда, за определянето на безопасността на определени химикали, може би дори за установяване на отговорност в съдебни случаи, свързани с рискове за здравето от излагане на химикали.
Тези възможности не са загубени за регулаторите, индустриите, учените и други, които имат участие в подобни въпроси. "Две сили работят срещу мен", казва Скинър. „От една страна, имате парични интереси, които отказват да приемат данни, които могат да наложат по-строги регулации на техните най-печеливши химикали. От другата страна, вие имате генетични детерминисти, привързани към стара парадигма. "
***
Майкъл Скинър носи сив Стетсън с тен каишка и се обляга лесно на стола си в кабинета си в кампуса Pullman. Мухата му за въдица стои в ъгъла, а колосална северна щука е монтирана на стената. Запален риболов на мухи, Скинър, на 57 години, е роден и израснал в индийския резерват Umatilla в източния Орегон. Скинърс не е от индийски произход, но родителите му са притежавали фамилна ферма там - „добро културно изживяване“, казва той. Баща му работеше в застраховането, а той и четиримата му братя израстваха точно както пет поколения Скинърс преди тях - лов, риболов и каубойство, учене на начин на живот, който ще ги поддържа в зряла възраст.
Той обичаше навън и очарованието му от това как работи природата предизвика предположението на съветника за ориентиране в училище, че кариерата в областта на науката може да е само това. Той беше на около 12 години и истински, той се задържа с него. В гимназията, а след това в Рийд Колидж той се бореше състезателно, а днес неговите привърженици и критици може би ще открият малко от старото си граблиране на себе си в начина, по който подхожда към проблем. „Вероятно ме научи как да се сблъсквам, вместо да избягвам предизвикателства“, казва той сега. Спортът го отведе и до бъдещата му съпруга Роберта МакМастър или Боби, който беше голмайстор на отбора по борба в гимназията. „Бях очарован, че някой толкова млад знае точно какво иска да прави с живота си“, спомня си Боби. Той предложи брак преди да се насочи към колежа, а двамата са заедно оттогава и имат две пораснали деца.
Посещава Вашингтонския държавен университет за докторска степен по биохимия и през това време той и Боби често живеят на дивеч, който той ловуваше. Не беше нечувано да открият току-що убит елен, висящ в пристанището на студентския им корпус. „Бяха мършави години“, казва Боби. "Но те бяха добри."
След позиции във Вандербилт и Калифорнийския университет, Сан Франциско, Скинър се завръща в Държавния университет във Вашингтон. "Исках голям изследователски колеж в селски град", казва той. Следващото десетилетие той прекарва в проучване как гените се включват и изключват в яйчниците и тестисите и как взаимодействат клетките на тези органи. Той не е имал за цел да вземе централната идея в биологията през по-голямата част от 20-ти век: генетичен детерминизъм, убеждението, че ДНК е единственият план за черти от косата и цвета на очите до атлетичните способности, типа на личността и риска от заболяване.
В някакъв смисъл тази интерпретация на генетичния детерминизъм винаги е била опростена. Учените отдавна разбират, че средите ни оформят по мистериозни начини, че природата и възпитанието не са толкова противопоставящи се сили, колкото сътрудници в голямото изкуство на човешкото създаване. Средата, например, може да увеличи и да се върне обратно на генната активност чрез метилови групи, както и множество други молекули, които модифицират и маркират пълния комплект от ДНК на човек, наречен геном. Но само промените в самата последователност на ДНК обикновено се предават на потомството.
Толкова сигурен беше всеки от този основен принцип, че президентът Бил Клинтън похвали усилието да се извърши първото цялостно четене на човешкия геном, като каза през юни 2000 г., че това постижение ще „революционизира диагностиката, профилактиката и лечението на повечето, ако не на всички човешки заболявания . ”Когато са подложени на такъв ентусиазъм, констатациите на Скинър са се чувствали като ерес. И известно време поне беше критикуван съответно.
***
Критиците на ръководеното от Скинър изследване посочиха, че дозите винклозолин в проучванията при плъхове са твърде високи, за да имат отношение към експозицията при хора, а инжектирането на плъхове, за разлика от прилагането на токсините чрез храната им, преувеличава ефектите. „Това, което той прави, няма никакви реални очевидни последици за оценката на риска за химичното вещество“, цитира се токсикологът на EPA L. Ърл Грей, казвайки пред списание Pacific Standard през 2009 г. Докато резултатите не се повторят, „Не съм сигурен, че те дори демонстрират основни принципи на науката. "
Скинър отговаря на посегателства върху своите данни, като казва, че оценката на риска от типа, който правят токсиколозите, не е била неговата цел. По-скоро той се интересува от разкриването на нови биологични механизми, които контролират растежа, развитието и наследяването. „Моят подход е основно да го ударя с чук и да видя какъв отговор получаваме“, казва той. Той остава спокоен, дори когато е призован да защитава този подход. „Конфликтите с хората решават много малко“, казва той. „Най-добрият начин да се справите с тези неща е да оставите науката да говори сама за себе си.“
Тази наука е получила много внимание (изследването на винклозолин е цитирано в научната литература повече от 800 пъти). Наскоро списанието Nature Reviews Genetics помоли петима водещи изследователи да споделят своите виждания за значението на епигенетичното наследяване. „Смес от вълнение и предпазливост“ е как редакторите описват отговорите, като един изследовател твърди, че явлението е „най-добрият кандидат“ за обясняване на поне някои трансгенерационни ефекти, а друг отбелязва, че може, ако бъде напълно документирано, да има „Дълбоки последици за това, как смятаме наследяването, за механизмите, които са в основата на болестите, и за фенотипите, които се регулират от взаимодействието между ген и среда.“
Въпреки че повечето критици на Скинър са били успокоени от нови данни от неговата лаборатория и други, той казва, че все още се чувства забъркан. „Наистина се опитвам да бъда учен преди всичко“, казва той. „Не съм токсиколог или дори природозащитник. Не стигнах до това като застъпник за или против някакъв конкретен химикал или политика. Намерих нещо в данните и го преследвах по логичен път, както би направил всеки основен изследовател. “
