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 / välja” lülitusena, 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 kaupa, mõjutades laste omadusi, muutes geeniekspressiooni, muutmata DNA-koodi.

Ehkki teie tervis sõltub geenidest ja epigenoomist, millega sündisite, saate siiski oma elustiili mõju üle kontrolli. 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 põletikuensüümi (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 "metüleerimisensüümide otsese demetüülimise või inhibeerimise teel". Folaat (leidub tumerohelistes rohelistes rohelistes või toidulisandina) muundatakse oluliseks metüülidoonoriks, mis võib seejärel metüülida DNA. Folaadi tarbimine on seotud spetsiifilise kasvufaktori geeni (IGF2) suurema metüleerimisega, mis lülitab kasvufaktori välja ja aitab vältida vähki, näiteks kolorektaalset vähki.

Kuid mitte kõik toitumisvalikud ei põhjusta positiivset epigeneetilist toimet. Alkoholitarbimine on seotud kahjulike epigeneetiliste muutuste ja mitmete vähivormidega. Mitmed geenid lülitati välja promootori suurenenud metüleerimise kaudu kolorektaalvähiga patsientidel, kes jõid tugevalt, võrreldes nendega, kes jõid alkoholi vähe või üldse mitte. Geenid, mis on 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 metaboolsete geenide (PGC-1α, PDK4 ja PPAR-δ) teatud promootorite jalanõu (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. Treeningutel soovitati pakkuda vähivastast kaitset, 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, mida 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 oma vanematelt, vanavanematelt ja mujalt pärandanud mõned epigeneetilised markerid. 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 munarakkude 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 lapsele, lülitas metüülirikka dieedi geeni suurenenud metüleerimine 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 ka lapsele, on ema treeningutest põhjustatud epigeneetiliste muutuste kohta vähe uuritud. Paremat kardiovaskulaarset tervist (vähenenud loote pulss ja suurenenud insuldimaht) täheldati imikutele rasedusnädala 36 rasedusnädala jooksul rasedatel, kes treenivad regulaarselt. Vabatahtlikult rooli jooksnud emadele sündinud hiirtel oli aju konkreetses osas (hipokampuses) suurenenud neuronite loomine. Parem suhkruregulatsioon ja insuliinitundlikkus ilmnesid beebirottidel, kelle emad jooksid enne viljastumist ja paaritusperioodil vabatahtlikult ratast. Ema treenimine võib ka vähendada täiskasvanute laste selliste haiguste nagu diabeet ja südame-veresoonkonna haiguste tekke riski.

Kas saate oma epigenoomi õppida DNA-testimise kaudu?

Geneetiline test võib selgitada, 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 suurenemise tõttu on vaid otse tarbijate jaoks mõeldud epigeneetiliste testide komplektide kättesaadavus saadaval.

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