A genom változásai érezték magukat a generációk között

Mindannyian tudjuk, hogy az információ nemzedékekenként továbbadódik gének útján. De mi lenne egy másik nem génváltozással a DNS-ben, az úgynevezett epigenetika?

Az epigenetikus változások szó szerint „a gének felett” jelentik az Ön DNS-ének olyan kémiai módosításait, amelyek „be / ki” kapcsolóként működnek a géneknél, megváltoztatva a génexpressziót anélkül, hogy a gén kódját közvetlenül megváltoztatnák. A gént „kikapcsolják”, ha egy módosítást csatlakoztatnak, és „be” kapcsolják vissza, amikor a módosítást eltávolítják. A legszélesebb körben tárgyalt módosítás a DNS-metilezés, ahol egy kis metilcsoportot (CH3) adnak a DNS-hez.

Az epigenetikus változások visszafordíthatók és a környezet által könnyen megváltoztathatók. A genom egészében az epigenetikus változások rekordját epigenomának nevezzük. Fontos szempont, hogy az epigenoom generációk között is átadható, befolyásolva a gyermekek tulajdonságait azáltal, hogy a DNS-kód megváltoztatása nélkül megváltoztatja a gén expresszióját.

Bár egészségi állapota a génektől és az epigenoomtól függ, amellyel születtél, továbbra is ellenőrizheti életmódjának hatásait. Tehát hogyan befolyásolják tevékenységeid és életmódválasztásod az epigenoomot, és hogyan befolyásolják ezek a változások a jövő generációit?

Epigenetika és kapcsolat az egészséggel

Minden, amit csinálsz, befolyásolja az epigenómát, a környezetétől és az alvási szokásaitól kezdve az étrendig és a testmozgásig. Az epigenetika fontos szerepet játszik a betegségekben, különösen a rákban, ezért fontos az epigenóma megváltoztatásának megértése.

Az epigenetikus módosításokat számos szempont befolyásolhatja, beleértve azokat is, amelyek (zöld) és (piros) nem változtathatók meg. Forrás: Tápanyagok.

Úgy gondolják, hogy az egyes élelmiszerekben található vegyületek védik a rákot az epigenetikus módosítások befolyásolásával. Bizonyos DNS-régiók fokozott metilezése, úgynevezett génpromóterek, kikapcsolja a géneket.

Az EPA és a DHA omega-3 zsírsavak (a halolajban találhatóak) gyulladáscsökkentők, mert „kikapcsolják” a gyulladásos enzim (COX-2) expresszióját a promoter metilezésével. A polifenolok (amelyek megtalálhatók a zöld teában, kávéban, vörösborban, gyümölcsökben és zöldségekben) ismertek bizonyos gének „bekapcsolására” közvetlen demetilezéssel vagy a metilező enzimek gátlásával. A folátot (sötét leveles zöldekben található vagy kiegészítésként figyelembe véve) egy fontos metil-donormá alakítják, amely ezután metilálhatja a DNS-t. A folátbevitel összekapcsolódik egy specifikus növekedési faktor gén (IGF2) nagyobb metilezésével, amely „kikapcsolja” a növekedési faktorot, és segíthet megelőzni a rákot, például a vastagbélrákot.

Ugyanakkor nem minden étrend-választás okoz pozitív epigenetikus hatásokat. Az alkoholfogyasztást összekapcsolták a káros epigenetikai változásokkal és számos rákos megbetegedéssel. Különböző géneket „kikapcsoltak” a fokozott promóter-metilezésnek köszönhetően a vastagbélrákos betegekben, akik erősen ittak, szemben azokkal, akik kevés italt fogyasztottak, vagy alkoholt nem fogyasztottak. A két szabályozási útvonalban (MGMT és WNT) részt vevő géneket „kikapcsolták” a fokozott promóter-metilezés révén a fej- és nyaki rákos betegekben, akik ivtak, szemben a nem alkoholfogyasztókkal.

Noha a testmozgás sokféle jótékony egészségügyi hatásról ismert, a DNS-metilezés megváltoztatásához is kapcsolódik.

Hat hónapos aerob testmozgás DNS-metilezési változásokat okozott az izom- és zsírszövetekben, amelyek közvetlenül befolyásolták a zsír képződését és tárolását. Az ülő fiatalok gyakorlása csökkent anyagcsere-változást mutatott a lábizomban (vastus lateralis) az anyagcserében részt vevő gének bizonyos promótereiben (PGC-1α, PDK4 és PPAR-δ), ami kedvezően növelte az anyagcserét.

A testmozgás epigenetikus hatásait 23 egészséges fiatal felnőttnél vizsgálták. Három hónap alatt a résztvevők egyik lábát kerékpározással gyakorolták, miközben a másik lábat pihentették, mindegyik résztvevő a saját irányítása alatt viselkedett. Mind a megnövekedett, mind a csökkent metilációt a lábizomsejtek genomjának edzés közben több mint 5000 helyén figyelték meg. A legtöbb érintett gén részt vett a gyulladásban, az energiacserében és az inzulinválaszban, epigenetikus változások eredményeként, egészségesebb izmokat eredményezve.

A megváltozott DNS-metilezés általában a rákban fordul elő. Azt javasolták, hogy a testgyakorlás védő rák elleni hatást biztosítson a tumorszuppresszor gének „bekapcsolásával” a metilezés csökkentésével. Ugyanakkor a kis csoportoktól elvégzett önálló gyakorlat mérésének összetettsége, valamint a különféle tanulmányok eltérő eredményei nem teszik lehetővé szilárdabb következtetések levonását.

Amit az életmódjához választja, csak részben befolyásolja az epigenómát - előfordulhat, hogy néhány módosítást már születése előtt hozzáadtak.

Epigenetikus öröklődés

Epigenomád nem teljesen a sajátja - néhány epigenetikai markert örökölt a szüleitől, a nagyszüleitől és azon túl is. Ez azt jelenti, hogy őseitek életmódja és tapasztalatai befolyásolták az epigenoomot, és Ön pedig alakítja gyermekeinek epigenoomát.

Az epigenetikus változások örökletesek lehetnek, nemzedékeken át továbbadva. Ha egy nő terhes, három generációt közvetlenül érinti életmódja: 1) magát, 2) gyermekét és 3) unokáját (gyermekének petesejtje vagy sperma útján).

A várandós anya életmódja és környezete közvetlenül három generációt érintheti egyszerre. Forrás: Learn.genetics.utah.edu

Az epigenetika különösen fontos két kulcsidőszakban: a „kritikus ablakok” a korai fejlődésben és a „táplálkozási átmenetek” felnőttekben, például a krónikus túlzott étkezés, a magas zsírtartalmú étrend vagy a krónikus kalória korlátozás.

Az anyai táplálkozás összekapcsolódott gyermekeik epigenetikus változásaival. Az étrend önmagában befolyásolta az egerek megjelenését, hosszú élettartamát és betegség-érzékenységét. A terhes agouti egereket, amelyek aranyszőrzetükről, elhízásukról, valamint a rák és cukorbetegség iránti nagyobb hajlamukról ismertek, metil-adományozókban gazdag ételeket, például hagymát, fokhagymát és céklaot tápláltak. Noha az ártalmas agouti gént anyától csecsemőre továbbították, a metilben gazdag étrendből származó fokozott metilezés kikapcsolta a gént, így barna, karcsú, hosszabb életű és kevésbé fogékony rákra és cukorbetegségre hajlamos csecsemőket hoztak létre. . Az anyák táplálékának metil-donorokkal, például foláttal történő kiegészítése, amelyet eredetileg az agy és gerinc rendellenességeinek megelőzésére terveztek, megváltoztathatja az epigenetikus génszabályozást az embrió fejlődése során.

A terhesség alatt fogyasztott metil-donorokban (folát, kolin és B12-vitamin) gazdag étrend „kikapcsolta” az anya (sárga, bal) és a csecsemő (barna, jobb) átadott káros gént. Forrás: Discovermagazine.com

Noha úgy gondolják, hogy a terhesség alatt a rendszeres mérsékelt testmozgás mind az anya, mind a gyermek számára előnyös, kevés kutatást végeztek az anyai testmozgás által kiváltott epigenetikai változásokról. Jobb szív- és érrendszeri egészséget (csökkent magzati pulzusszám és megnövekedett stroke-mennyiség) figyelték meg a csecsemőknél a 36. terhességi héten, a rendszeresen gyakorló terhes nők esetében. Azon anyáknál született egereknél, akik önkéntesen kormányoztak, fokozódott az idegsejtek kialakulása az agy adott részében (a hippokampuszban). Javult cukorszabályozás és inzulinérzékenység volt megfigyelhető olyan csecsemő patkányokban, akiknek anyái fogantatás előtt és a párzási időszak alatt önkéntesen voltak a kormányon. Az anyai testmozgás csökkentheti a betegségek, például a cukorbetegség és a szív- és érrendszeri betegségek kialakulásának kockázatát gyermekeik felnőttkorában is.

Meg lehet tanulni az epigenomáról a DNS-tesztelésen keresztül?

A genetikai tesztelés feltárhatja, hogy milyen géneket hordoz, és hogyan befolyásolják az egészségét és tulajdonságait, ám ezek semmit nem mondnak neked az epigenomáról. Mivel a metilezés visszafordítható, a DNS metilezését nehéz megvizsgálni. Noha a laboratóriumi módszerekkel kimutatható a DNS-metilezés, ez a tudomány még nem terjedt el széles körben a betegek körében.

Van néhány klinikai vizsgálat a rák kimutatására azáltal, hogy azonosítja a rákos sejt egyedi epigenetikus markereit. Az Epigenomics cég „minimálisan invazív vér-alapú teszteket” kínál, amelyek kimutatják a vér kolorektális vagy tüdőrákát. Egy másik, EPICUP elnevezésű epigenetikus teszt képes meghatározni a rákos betegek metasztázisát okozó primer daganat típusát.

Egy másik cég, az Episona rendelkezik az egyetlen epigenetikus termékenységi teszttel, amely spermára vonatkozik.

A genetikai tesztelés - különösen a közvetlen fogyasztói készletek - népszerűségének növekedésével csak idő kérdése, hogy rendelkezésre állnak-e a közvetlen fogyasztói epigenetikus tesztek.

Eredetileg a www.geneticsdigest.com weboldalon, 2018. december 15-én tették közzé.