Teie genoomi muutused tundusid läbi põlvkondade

Me kõik teame, et geenide kaudu antakse teavet põlvest põlve edasi. Kuidas on aga teie DNA-s teist tüüpi geenivabad muutused, mida nimetatakse epigeneetikaks?

Epigeneetilised muutused tähendavad sõna-sõnalt „geenide kohal” teie DNA keemilisi modifikatsioone, mis toimivad geenide sisse- ja väljalülitamisel, muutes geeniekspressiooni, muutmata geeni koodi otseselt. Geen lülitatakse modifikatsiooni kinnitamisel välja ja lülitatakse modifikatsiooni eemaldamisel uuesti sisse. Kõige laiemalt käsitletav modifikatsioon on DNA metüleerimine, mille korral DNA-le lisatakse väike metüülrühm (CH3).

Epigeneetilised muutused on pöörduvad ja keskkond saab neid kergesti muuta. Kogu teie genoomi epigeneetiliste muutuste rekordit nimetatakse teie epigenoomiks. Oluline on see, et epigenoomi saab edasi anda põlvkondade jooksul, mõjutades laste jooni, muutes geeniekspressiooni ilma DNA koodi muutmata.

Ehkki teie tervis sõltub geenidest ja epigenoomist, kus sündisite, saate siiski oma elustiili mõju üle kontrolli. Niisiis, kuidas mõjutavad teie tegevused ja elustiili valikud teie epigenoomi ja kuidas mõjutavad need muudatused tulevasi põlvkondi?

Epigeneetika ja selle seos tervisega

Kõik, mida teete, mõjutab teie epigenoomi, alates teie keskkonnast ja magamisharjumustest kuni dieedi ja liikumiseni. Epigeneetika mängib olulist rolli ka haiguste, eriti vähktõve korral, seetõttu on oluline mõista, kuidas epigenoomi muuta.

Epigeneetilisi modifikatsioone võivad mõjutada paljud aspektid, sealhulgas need, mida saate (roheline) ja mida (punane) muuta ei saa. Allikas: Toitained.

Arvatakse, et teatud toitudes leiduvad ühendid kaitsevad vähi eest, mõjutades epigeneetilisi modifikatsioone. Teatud DNA piirkondade, mida nimetatakse geenipromootoriteks, suurenenud metüleerimine lülitab geenid välja.

Oomega 3 rasvhapped EPA ja DHA (leidub kalaõlis) on põletikuvastased, kuna need lülitavad põletiku ensüümi (COX-2) ekspressiooni välja selle promootori metüleerimise kaudu. On teada, et polüfenoolid (leidub rohelises tees, kohvis, punases veinis, puuviljades ja köögiviljades) lülitavad teatud geenid sisse "metülatsiooniensüümide otsese demetüülimise või inhibeerimise teel". Folaat (leidub tumerohelistes rohelistes rohelistes või toidulisandina) muundatakse oluliseks metüülidoonoriks, kes saab seejärel DNA metüülida. Folaadi tarbimine on seotud spetsiifilise kasvufaktori geeni (IGF2) suurema metüülimisega, mis lülitab kasvufaktori välja ja aitab vältida vähktõbe, näiteks kolorektaalset vähki.

Kuid mitte kõik toitumisvalikud ei põhjusta positiivset epigeneetilist toimet. Alkoholitarbimine on seotud kahjulike epigeneetiliste muutuste ja mitmete vähivormidega. Erinevad geenid lülitati välja suurenenud promootori metüleerimise kaudu kolorektaalvähiga patsientidel, kes jõid tugevalt, võrreldes nendega, kes jõid alkoholi vähe või üldse mitte. Geenid, mis olid seotud kahes regulatoorses rajas (MGMT ja WNT), lülitati välja "promootori suurenenud metüleerimise kaudu pea- ja kaelavähiga patsientidel, kes jõid versus mitte-joojaid.

Kuigi treening on tuntud oma kasulike tervisemõjude poolest, on see seotud ka DNA metüülimise muutmisega.

Kuus kuud kestnud aeroobne treening põhjustas lihaste ja rasvkudede DNA metüleerimise muutusi, mis mõjutasid otseselt rasva moodustumist ja säilitamist. Istuvatel noortel treenimisel ilmnes metabolismis osalevate geenide (PGC-1α, PDK4 ja PPAR-δ) teatud promootorite jalanääre (vastus lateralis) metüülimise vähenemine, mis suurendas soodsalt ainevahetust.

Treeningu epigeneetilist mõju uuriti 23 tervel noorel täiskasvanul. Kolme kuu jooksul harjutasid osalejad jalga jalgrattasõidu ajal, teise jalga puhates, kusjuures iga osaleja toimis oma kontrolli all. Nii suurenenud kui ka vähenenud metüülimist täheldati treenimisel jalgade lihaste rakkude genoomi enam kui 5000 kohas. Enamik mõjutatud geene osales põletikus, energiavahetuses ja insuliinivastuses koos epigeneetiliste muutustega, mille tulemuseks olid tervislikumad lihased.

Muudetud DNA metüülimist täheldatakse vähi korral sageli. Soovitati, et harjutus tagaks vähivastase kaitse, lülitades kasvaja supressorigeenid „sisse” metülatsiooni vähendamise kaudu. Siiski ei võimalda väikestest inimrühmadest endast teatatud treeningu mõõtmine ja erinevate uuringute tulemused erinevad, mis võimaldaks teha kindlamaid järeldusi.

See, mille valite oma elustiili jaoks, mõjutab teie epigenoomi ainult osaliselt - mõned muudatused võisid olla lisatud enne teie sündi.

Epigeneetiline pärand

Teie epigenoom ei ole täielikult teie oma - olete pärinud mõned epigeneetilised markerid oma vanematelt, vanavanematelt ja mujalt. See tähendab, et teie esivanemate eluviis ja kogemused on mõjutanud teie epigenoomi ja teie omakorda kujundate oma laste epigenoomi.

Epigeneetilised muutused võivad olla pärilikud, kandudes läbi põlvkondade. Kui naine on rase, mõjutab tema elustiil otseselt kolme põlvkonda: 1) ennast, 2) last ja 3) lapselapsi (lapse munade või sperma kaudu).

Rase ema eluviis ja keskkond võivad otseselt mõjutada kolme põlvkonda korraga. Allikas: Learn.genetics.utah.edu

Epigeneetika on eriti oluline kahel võtmeperioodil: varajases arengus on kriitilised aknad ja täiskasvanutel toitumise muutused, näiteks krooniline ülesöömine, rasvasisaldusega dieet või krooniline kaloripiirang.

Ema toitumine on seotud nende laste epigeneetiliste muutustega. Hiirte välimuse, pikaealisuse ja haigustele vastuvõtlikkuse mõjutamiseks kasutati ainult dieeti. Rasedatele agouti hiirtele, kes on tuntud kuldsete mantlite, rasvumise ning suurema vähi- ja diabeeditundlikkuse poolest, toideti metüüldoonoririkkaid toite, nagu sibul, küüslauk ja peet. Ehkki kahjulik agouti geen kandus emalt beebile, lülitas geen metüülimise rikkalikult metüülirikka dieedi korral geeni välja, tootes pruune, saledaid, kauem elavaid ning vähile ja diabeedile vähem vastuvõtlikke lapsi. . Emade toitmise täiendamine metüülidoonoritega nagu folaat, mis oli algselt ette nähtud aju ja selgroo defektide ennetamiseks, võib embrüo arengu ajal muuta ka epigeneetilisi geeniregulatsioone.

Raseduse ajal tarbitud metüülidoonoritest (folaat, koliin ja vitamiin B12) sisaldav dieet lülitas emalt (kollane, vasak) lapsele (pruun, parem) edasi kanduva kahjuliku geeni välja. Allikas: Discovermagazine.com

Kuigi usutakse, et regulaarne mõõdukas treenimine raseduse ajal on kasulik nii emale kui lapsele, on ema treeningutest põhjustatud epigeneetiliste muutuste kohta vähe uuritud. Paremat kardiovaskulaarset tervist (vähenenud loote pulss ja suurenenud insuldi maht) täheldati imikutel 36. rasedusnädalal rasedatel, kes treenivad regulaarselt. Vabatahtlikult rooli jooksnud emadele sündinud hiirtel oli suurenenud neuronite loomine aju konkreetses osas (hipokampuses). Parem suhkruregulatsioon ja insuliinitundlikkus ilmnesid beebirottidel, kelle emad jooksid enne rasestumist ja paaritusperioodil vabatahtlikult ratast. Ema treenimine võib ka vähendada täiskasvanute laste selliste haiguste nagu diabeet ja südame-veresoonkonna haiguste tekkimise riski.

Kas saate oma epigenoomi õppida DNA-testide abil?

Geneetiline test võib küll paljastada, milliseid geene te kannate ja kuidas need mõjutavad teie tervist ja iseloomujooni, kuid need ei ütle teile midagi teie epigenoomi kohta. Kuna metüleerimine on pöörduv, on DNA metüülimist keeruline uurida. Ehkki DNA metüleerimise tuvastamiseks laboris on võimalusi, pole see teadus patsientidele veel laialt levinud.

Vähi tuvastamiseks on vähiraku ainulaadsete epigeneetiliste markerite tuvastamiseks saadaval mõned kliinilised testid. Ettevõte Epigenomics pakub “minimaalselt invasiivseid verepõhiseid teste”, mis võimaldavad tuvastada veres kolorektaalse või kopsuvähi. Veel üks epigeneetiline test, mida nimetatakse EPICUPiks, võib vähihaigetel metastaase põhjustava primaarse kasvaja tüübi kindlaks teha.

Teisel ettevõttel Episona on ainus sperma epigeneetiline viljakuse test.

Geneetilise testimise, eriti otse tarbijatele mõeldud komplektide populaarsuse kasvuga on vaid aja küsimus, enne kui otse tarbijatele mõeldud epigeneetiliste testide komplektid on saadaval.

Algselt avaldati veebisaidil www.geneticsdigest.com 15. detsembril 2018.