Promjene u vašem genomu osjećale su se tijekom generacija

Svi znamo da se podaci prenose s generacije na generaciju putem gena. Ali što je s drugom vrstom negenetske promjene u vašoj DNK, koja se naziva epigenetikom?

Doslovno što znači "iznad gena", epigenetske promjene kemijske su modifikacije vašeg DNK koje djeluju kao "uključivanje / isključivanje" gena, mijenjajući ekspresiju gena bez promjene izravnoga gena. Gen je isključen kad je modifikacija priključena i vraćen „uključen“ kad se modifikacija ukloni. Najčešća modifikacija je DNA metilacija, gdje se maloj metilnoj skupini (CH3) dodaje DNK.

Epigenetske promjene su reverzibilne i mogu se mijenjati po okolišu. Zapis epigenetskih promjena u vašem genomu naziva se vašim epigenomom. Važno je da se epigenom može prenositi kroz generacije, utječući na dječje osobine mijenjanjem ekspresije gena bez promjene DNK koda.

Iako vaše zdravlje ovisi o genima i epigenomu s kojim ste rođeni, i dalje imate kontrolu nad učincima iz svog načina života. Pa kako vaše aktivnosti i izbor načina života utječu na vaš izvorni život i kako te promjene utječu na buduće generacije?

Epigenetika i njezin odnos prema zdravlju

Sve što radite utječe na vaš izvor, od okoline i navika spavanja do prehrane i vježbanja. Epigenetika također igra važnu ulogu u bolesti, posebice karcinomu, tako da je važno razumijevanje načina mijenjanja epigenoma.

Mnogi aspekti mogu utjecati na epigenetičke modifikacije, uključujući one koje možete (zeleno) i ne možete (crveno) promijeniti. Izvor: Hranjive tvari.

Smatra se da spojevi određene hrane štite od raka utjecajem epigenetskih modifikacija. Povećana metilacija određenih regija DNA, koja se nazivaju promotorima gena, gene isključuje.

Omega 3 masne kiseline EPA i DHA (nalaze se u ribljem ulju) djeluju protuupalno jer "isključuju" upalni enzim (COX-2) metilacijom njegovog promotora. Poznato je da polifenoli (koji se nalaze u zelenom čaju, kafi, crvenom vinu, voću i povrću) "uključuju" određene gene izravnom demetilacijom ili inhibicijom enzima metilacije. Folat (nalazi se u tamnom lisnatom zelenilu ili se uzima kao dodatak) pretvara se u važnog metilnog donora koji može potom metilirati DNK. Unos folata povezan je s većom metilacijom gena specifičnog faktora rasta (IGF2), koji "isključuje" faktor rasta i može pomoći u prevenciji raka, poput kolorektalnog karcinoma.

Međutim, nisu svi izbori prehrane uzrokovali pozitivne epigenetske učinke. Konzumiranje alkohola povezano je sa štetnim epigenetskim promjenama i nekoliko karcinoma. Različiti geni bili su "isključeni" povećanom metilacijom promotora kod pacijenata s kolorektalnim karcinomom koji su pili žestoko u odnosu na one koji su pili malo bez alkohola. Geni koji su uključeni u dva regulatorna puta (MGMT i WNT) isključeni su povećanim metilacijom promotora kod pacijenata s karcinomom glave i vrata koji su pili protiv bezalkoholnih tableta.

Iako je vježbanje poznato po mnoštvu korisnih zdravstvenih učinaka, povezano je i s izmjenom metilacije DNA.

Šest mjeseci aerobne tjelovježbe uzrokovalo je promjene metilacije DNA u mišićnom i masnom tkivu, što je izravno utjecalo na stvaranje i skladištenje masti. Vježba u sjedilačkim mladim ljudima pokazala je smanjenu metilaciju mišića nogu (vastus lateralis) kod određenih promotora gena uključenih u metabolizam (PGC-la, PDK4 i PPAR-δ), što je blagotvorno povećalo metabolizam.

Epigenetski učinci izrade proučavani su u 23 zdrave mlade odrasle osobe. Tijekom tri mjeseca, sudionici su vježbali jednu nogu biciklom, dok su drugu nogu odmarali, a svaki je sudionik imao svoju kontrolu. Povećana ili smanjena metilacija viđena je na preko 5000 mjesta u genomu stanica mišića nogu nakon vježbanja. Većina pogođenih gena bila je uključena u upalu, metabolizam energije i odgovor na inzulin s epigenetskim promjenama što rezultira zdravim mišićima.

Izmijenjena metilacija DNA obično se primjećuje kod raka. Predloženo je vježbanje da se osiguraju zaštitni učinci protiv raka uključivanjem "gena" supresorskog tumora smanjenjem metilacije. Međutim, složenost mjerenja vježbe sa samostalnim prijavljivanjem od malih skupina ljudi i dobivanje različitih rezultata različitih studija ne dopuštaju donošenje čvršćih zaključaka.

Ono što odaberete za svoj životni stil samo će djelomično utjecati na vaš izvorni oblik - možda su dodate neke izmjene i prije nego što ste se rodili.

Epigenetsko nasljeđivanje

Vaša autogena nije u potpunosti vaša - naslijedili ste neke epigenetske markere od svojih roditelja, baka i djedova i šire. To znači da su životni stil i iskustva vaših predaka utjecali na vaš izvorni oblik, a vi ćete zauzvrat oblikovati autohtonu djecu.

Epigenetske promjene mogu biti nasljedne, koje se prenose generacijama. Kad je žena trudna, njezin je životni stil izravno pod utjecajem tri generacije: 1) sebe, 2) dijete i 3) unuke (putem jaja ili sperme djeteta).

Životni stil i okoliš trudne majke mogu izravno utjecati na tri generacije istovremeno. Izvor: learn.genetics.utah.edu

Epigenetika je posebno važna tijekom dva ključna razdoblja: „kritični prozori“ u ranom razvoju i „prehrambeni prijelazi“ kod odraslih, kao što su kronično prejedanje, dijeta s visokim udjelom masti ili kronično ograničenje kalorija.

Prehrana majke povezana je s epigenetskim promjenama kod njihove djece. Sama prehrana korištena je da utječe na izgled, dugovječnost i osjetljivost miševa na bolest. Trudni miševi agouti, poznati po zlatnom omotaču, pretilosti i većoj osjetljivosti na rak i dijabetes, hranili su se namirnicama bogatim donorima metila, poput luka, češnjaka i repe. Iako se štetni agouti gen prenosi s majke na dijete, povećana metilacija gena iz prehrane bogate metilima isključivala je gen, stvarajući bebe smeđe, vitke, živjeti duže i manje podložne raku i dijabetesu , Dopunjavanje majčinske prehrane metilnim donorima poput folata, koji je izvorno namijenjen za sprečavanje oštećenja mozga i kralježnice, također može izmijeniti epigenetsku regulaciju gena tijekom razvoja zametaka.

Dijeta bogata donorima metila (folat, holin i vitamin B12) koja se konzumira tijekom trudnoće isključila je štetni gen koji se od majke (žut, lijevo) prenio na dijete (smeđi, desni). Izvor: Discovermagazine.com

Iako se vjeruje da redovita umjerena tjelovježba tijekom trudnoće djeluje korisno i za majku i za dijete, malo je istraživanja o epigenetskim promjenama koje potiču vježbanje majke. Bolje kardiovaskularno zdravlje (smanjen srčani ritam fetusa i povećani volumen moždanog udara) primijećeno je u beba u 36 tjedana gestacije u trudnica koje redovito vježbaju. Miševi rođeni majkama koje su dobrovoljno trčale za volanom povećale su stvaranje neurona u određenom dijelu mozga (hipokampusu). Poboljšana regulacija šećera i osjetljivost na inzulin primijećeni su kod beba štakora čije su majke dobrovoljno trčale za volanom prije začeća i za vrijeme parenja. Vježbanje majki također može umanjiti rizik od razvoja bolesti poput dijabetesa i kardiovaskularnih bolesti kod njihove djece kao odraslih.

Možete li saznati o svom epigenomu pomoću DNA testiranja?

Genetičko testiranje može otkriti koje gene nosite i kako utječu na vaše zdravlje i osobine, ali vam ništa ne govore o vašem izvoru. Kako je metilacija reverzibilna, teško je proučiti metilaciju DNA. Iako postoje načini za otkrivanje metilacije DNA u laboratoriju, ta se znanost još nije široko prenijela na pacijente.

Na raspolaganju su neki klinički testovi za otkrivanje raka prepoznavanjem jedinstvenih epigenetskih markera stanice raka. Tvrtka Epigenomics nudi „minimalno invazivne testove na bazi krvi“ koji mogu otkriti ili kolorektalni ili karcinom pluća u krvi. Drugi epigenetski test, nazvan EPICUP, može odrediti vrstu primarnog tumora koji uzrokuje metastaze kod pacijenta oboljelog od raka.

Druga tvrtka Episona ima jedini test epigenetske plodnosti za spermu.

S porastom popularnosti genetskog testiranja, posebno setova za izravno kupce, samo je pitanje vremena kad će se dobiti epigenetski setovi za direktno testiranje.

Izvorno objavljeno na www.geneticsdigest.com 15. prosinca 2018. godine.