Молекулярні механізми, які постійно працюють у мозку, допомагають самкам поводитися, як годиться. І тільки порція чоловічих статевих гормонів відключає правильну програму поведінки і вивільняє «внутрішнього самця».
Психологічні відмінності між самками і самцями стають помітними в міру дозрівання мозку, що особливо помітно в статевій поведінці, яка проявляється в оцінці шлюбного партнера і догляданні за ним, в битвах за територію і т. д. Очевидно, що ці відмінності «прописані» в структурі мозку, але що за механізми тут працюють, чому у самців мозок стає, умовно кажучи, чоловічим, а у самок - жіночим, біологи досі не дуже собі уявляють.
У чому тут загадка? Якщо взяти, наприклад, щурів, то у них міжполові відмінності у вищій нервовій системі визначаються в останні дні внутрішньоутробного розвитку і в перший тиждень після народження. На молекулярному рівні можна бачити, як в мозку у новонароджених самців активуються спеціальні білки - транскрипційні фактори, які реагують на тестостерон та інші гормони насінників. Функція транскрипційних факторів - регулювати активність генів, зв'язуючись з певними ділянками їх ДНК. Ось так тестостерон і впливає на формування мозку - через підкоряються йому білки-регулятори. Навпаки, у гормонів яєчників у мозку немає ніяких молекулярних агентів впливу. Тому вважається, що «жіночий» стан є станом мозку за замовчуванням, що формується за відсутності чоловічого статевого гормону. Однак все одно залишається питання, як відбувається перемикання з «Ж» в «М».
Частково на нього відповідає дослідження Маргарет Маккарті (Margaret McCarthy) і її колег з Мерілендського університету в Балтіморі, опубліковане в Nature Neuroscience. Справа опинилася в одному з механізмів епігенетичної регуляції, пов'язаному з метилуванням ДНК. Як відомо, якщо до деяких нуклеотидів пришити хімічну метильну групу, то послідовність ДНК з такою модифікацією замовкне - її перестануть бачити горезвісні фактори транскрипції, і синтез РНК на ній припиниться. Якщо ж прибрати метильні групи, то шматок геному знову активується.
Виявилося, що у самців в тих зонах мозку, які відповідають за статеву поведінку, знижена активність ферментів ДНК-метилтрансфераз, які якраз навішують метили на нуклеотиди. Відмінність була особливо помітна саме в перші дні після народження, в період формування мозку. І саме тоді ж активність метилтрансфераз сильно залежала від тестостерону: якщо новонародженим самкам робили ін'єкцію гормону, то ферменти у них починали працювати, як у самців, але якщо тестостерон вводили дорослим тваринам, то на активність ферментів він вже ніяк не впливав. У ДНК самок після обробки гормоном метильованих ділянок було вдвічі більше, ніж у звичайних самок, і майже стільки ж, скільки у самців. І будова мозку, і поведінка таких самок робилися цілком самцевими: наприклад, вони намагалися спарюватися з іншими самками. Очевидно, тестостерон включав деякі чоловічі гени, допомагаючи їм скинути метильні гальма.
Однак тут є важливий нюанс: якщо активність метилуючих ферментів придушували не за допомогою тестостерону, а безпосередньо за допомогою речовин, що безпосередньо діють на метилтрансферази, то «омужествление» самок відбувалося і в тому випадку, коли цю процедуру здійснювали сильно після появи тварин на світ. Тобто виходило так, що метилуючі ферменти повинні працювати в мозку все життя, щоб самка залишалася самкою. Тестостерон же якимось чином ставив метилтрансферазам довічний блок - однак зробити так він міг тільки в початковий період життя. У результаті перед нами постає досить хитромудра картина епігенетичної регуляції фізіології мозку: його «жіночий» стан як і раніше залишається станом за замовчуванням, однак, щоб його підтримувати, в мозку самки повинні постійно працювати спеціальні ферменти, що стримують, якщо можна так сказати, «внутрішнього самця».
На всякий випадок, ще раз нагадаємо, що, хоча ми і говоримо про мозок самки і мозок самця, в даному випадку мова йде тільки про те, як в мозку визначаються правила статевої поведінки. Не виключено, втім, що є й інші особливості архітектури мозку (не обов'язково пов'язані з міжполовими відмінностями), які регулюються такими ж процесами метилування-деметилювання ДНК, але підтвердити або ж спростувати це можна буде лише за допомогою нових експериментів. Що ж до людей, то, швидше за все, з нашими потенційними романтичними партнерами ми поводимося, підкоряючись схожим епігенетичним вказівкам - інша справа, що статева поведінка в його чистому, «звіриному» вигляді у людини майже не проявляється, будучи замаскованою культурними традиціями і самосвідомістю.
Варто також зауважити, що епігенетичні механізми взагалі відіграють важливу роль у формуванні статі. Так, наприклад, рік тому в Science була опублікована стаття, в якій говорилося, що для того, щоб бути чоловіком, мало мати Y-хромосому - потрібно, щоб гени на ній вчасно включилися. І ось необхідне включення генів забезпечує знову-таки один з епігенетичних ферментів, який допомагає розпакувати, звільнити від білків-гістонів ген Sry, що контролює формування насінників.