Epigenetics has captured the attention of scientists in the past decades, yet its scope has been continuously changing. In this paper, we give an overview on how and why its definition has evolved and suggest several clarification on the concepts used in this field. Waddington coined the term in 1942 to describe genes interaction with each other and with their environment and insisted on dissociating these events from development. Then, Holliday and others argued that epigenetic phenomena are characterized by their heritability. However, differentiated cells can maintain their phenotypes for decades without undergoing division, which points out the limitation of the «heritability» criterion for a particular phenomenon to qualify as epigenetic. «Epigenetic stability» encompasses traits preservation in both dividing and non dividing cells. Likewise, the use of the term «epigenetic regulation» has been misleading as it overlaps with «regulation of gene expression», whereas «epigenetic information» clearly distinguishes epigenetic from genetic phenomena. Consequently, how could epigenetic information be transmitted and perpetuated? The term «epigenetic templating» has been proposed to refer to a general mechanism of perpetuation of epigenetic information that is based on the preferential activity of enzymes that deposit a particular epigenetic mark on macromolecular complexes already containing the same mark. Another issue that we address is the role of epigenetic information. Not only it is important in allowing alternative interpretations of genetic information, but it appears to be important in protecting the genome, as can be illustrated by bacterial endonucleases that targets non methylated DNA – i. e. foreign DNA – and not the endogenous methylated DNA.
Епігенетика привертає увагу вчених уже декілька десятиліть, але значення вкладеного в неї сенсу постійно змінюється. Ми обговорюємо причини таких змін і пропонуємо декількя пояснювальних коментарів. Уоддингтон увів термін «епігенетика» в 1942 році для описання взаємодії генів, важливих для розвитку організму, між собою та з навколишнім середовищем. Надалі Холлідей та інші наполягали на понятті «успадковуваності» як необхідній характеристиці епігенетичних явищ. Однак диференційовані клітини зберігають свої фенотипи протягом десятиліть і при цьому не діляться, що вказує на обмеженість «успадковуваності» як критерію того, щоб певне явище розглядати як епігенетичне. «Епігенетична стабільність» запропонована як більш загальне поняття, яке означає збереження характеристик в обох клітинах: які ділять і не діляться. З іншого боку, термін «епігенетична регуляція» призводить до плутанини, оскільки його значення суттєво перекривається або навіть повністю збігається за змістом з виразом «регуляція експресії генів», тоді як «епігенетична інформація» чітко розмежовує епігенетичні і генетичні явища. І постає питання, яким чином епігенетична інформація може відтворюватися? Ми запропонували термін «epigenetic templating» для визначення механізму відтворення епігенетичної інформації, заснованого на тому, що ферменті, які ставлять певну епігенетичну мітку, віддають перевагу макромолекулярним субстратам, які вже містать подібну мітку. Нарешті ми торкаємось питання щодо ролі епігенетичної інформації. Вона потрібна не лише для альтернативних інтерпретацій генетичної інформації, але й для захисту геному, як це проілюстровано нами на прикладі бактерійних ендонуклеаз, які атакують неметильовану (тобто чужорідну) ДНК і не пошкоджують метильованої (тобто власної) ДНК.
Эпигенетика привлекaет внимание ученых уже несколько десятилетий, но значение вкладываемого в нее смысла постоянно меняется. Мы обсуждаем причины таких изменений и предлагаем не- сколько поясняющих комментариев. Уоддингтон ввел термин «эпигенетика» в 1942 году для описания взаимодействия генов, важных для развития организма, друг с другом и с окружающей средой. Позже Холлидей и другие настаивали на понятии «наследуемости» как необходимой характеристике эпигенетических явлений. Однако дифференцированные клетки сохраняют свои фенотипы на протяжении десятилетий и при этом не делятся, что указывает на ограниченность «наследуемости» как критерия того, чтобы определенное явление рассматривать как эпигенетическое. «Эпигенетическая стабильность» предложена как более общее понятие, означающее сохранение характеристик в обеих делящихся и не делящихся клетках. С другой стороны, термин «эпигенетическая регуляция» ведет к путанице, поскольку его значение сильно перекрывается или даже совпадает по смыслу с выражением «регуляция экспрессии генов», в то время как «эпигенетическая информация» четко разграничивает эпигенетические и генетические явления. Далее следует вопрос, каким образом эпигенетическая информация может воспроизводиться? Мы предложили термин «epigenetic templating» для обозначения механизма воспроизведения эпигенетической информации, основанного на том, что ферменты, ставящие определенную эпигенетическую метку, предпочтают макромолекулярные субстраты, уже содержащие подобную метку. Наконец, мы касаемся вопроса о роли эпигенетической информации. Она нужна не только для альтернативных интерпретаций генетической информации, но и для защиты генома, как это проиллюстрировано нами на примере бактериальных эндонуклеаз, атакующих неметилированную (то есть чужеродную) ДНК и не повреждающих метилированной (то есть своей) ДНК.
