Как работает эпигенетика?

Как работает эпигенетика?
Смотреть видео по теме:

По мере роста знаний об эпигеноме мы продолжаем узнавать больше о том, как вещества, которые мы потребляем, и социальные ситуации, в которых мы живем, влияют на то, как экспрессируются наши гены. Ученые уже переосмысливают способ эволюции организмов и то, как черты передаются от родителей к потомству.

Но в какой момент это знание начнет меняться, как мы живем? В какой момент мы сможем принять таблетку и заблокировать или разблокировать правильную комбинацию генов, чтобы улучшить качество нашей жизни?

Отключая старение и тонкую настройку генома человека, вы получаете довольно внушающие страх возможности, эпигенетики гораздо больше заинтересованы в поиске способов лечения эпигенетических заболеваний.

Поскольку некоторые виды рака возникают из-за дезактивации генов, подавляющих опухоль, исследователи работали над разработкой лекарств, которые их реактивируют. Например, лекарство азацитидин лечит лейкемию таким образом. Однако найти правильные части эпигенома для лечения — все равно, что найти иголку в стоге сена.

И как только исследователи находят области, на которые они хотят воздействовать, эпигенетические препараты не настолько специфичны. Они могут преуспеть в блокировании или разблокировании генов, которые они хотели лечить, но также могут повлиять на другие гены, что может привести к потенциально опасным побочным эффектам.

 

Завершение проекта «Геном человека»

Проект Эпигенома человека в настоящее время стремится отобразить масштаб изменений, которые могут произойти между геномом и фенотипом. Однако после завершения эпигеномная карта может оказаться полезной для определения лиц, подверженных риску определенных заболеваний, и для поощрения изменений в образе жизни, которые могут препятствовать включению или выключению неправильных генов.

Однако на карту поставлено больше, чем будущие лекарства. Эпигенетические открытия также заставляют врачей пересматривать существующие лекарства. Даже азацитидин, первый одобренный FDA эпигеномный препарат, ранее использовался для лечения заболеваний стволовых клеток костного мозга. Только после обнаружения его эпигенетических эффектов врачи исследовали его использование в других областях.

Стволовые клетки также представляют ключевой интерес для эпигенетиков. Изучая эпигенетические изменения, которые определяют, как развиваются клетки, в конечном итоге может стать возможным определить тип ткани, в которую будет развиваться стволовая клетка.


Эпигенетическое вращение природы против воспитания

Это половина времени в плей-офф «большая природа против воспитания». Давайте побежим вниз по счету. Тот факт, что мы в значительной степени основываемся на генах, которые мы наследуем от своих родителей, безусловно, является точкой зрения для природы, но тот факт, что наша повседневная жизнь может влиять на эпигенетические изменения, безусловно, ставит один из них в поле зрения для воспитания.

Интересно, что следующий небольшой факт не нарушает ничью — он приносит очки обеим сторонам. Исходя из того, что мы знаем сейчас, кажется, что по крайней мере некоторые эпигенетические изменения являются наследственными.

Вернемся к аналогии с видеоиграми. Ваши родители не просто передают вам центральную программу, но и используют некоторые действительные настройки игры. Некоторые модификации хроматина переносятся на вновь синтезированные ДНК и белки. Как вы можете себе представить, перспектива наследственных эпигенетических изменений оказывает огромное влияние на наше понимание эволюции.

Ученые даже пересмотрели те теории, которые они ранее дискредитировали, например, теории ученого 18-го века Жана-Батиста Ламарка. Хотя недавние находки не полностью подтверждают теорию Ламарка о том, что шея жирафов удлинялась в течение нескольких поколений в поисках пищи, некоторые доказательства, безусловно, являются ламарковскими.

Возьмите водяную блоху, например. В среде с тяжелым хищником существа развивают большие защитные колючки — черта, которую развивает их потомство, даже если они растут в обстановке без хищников. Этот процесс называется трансгенерационное эпигенетическое наследование.

Людям, возможно, не придется бороться с растущими защитными шипами, потому что папа чувствовал угрозу, но исследования показали, что различные виды поведения и состояния здоровья обусловлены наследственными эпигенетическими изменениями.

Эпигенетические изменения также позволяют стволовым клеткам развиваться в специализированные клетки, такие как найденные в мозге. Хотя организмы зависят от этого жизненно важного процесса, эпигенетические изменения также способствуют заболеваниям. В некоторых случаях включенный ген или гены связаны с изнурительными заболеваниями, такими как Синдром Ангельмана. В других случаях эпигенетические изменения отключают действительно важный ген.

Чтобы снова использовать пример видеоигры, есть определенный диапазон настроек, которые хорошо работают для организма, но включение слишком малого или слишком большого количества параметров может привести к очень неудовлетворительному игровому опыту.

Ученые даже думают, что уменьшается и увеличивается метилирование (химические связки, которые энзимы прикрепляют к ДНК) могут вызывать рак, включая слишком много генов, способствующих росту, или выключая гены, подавляющие опухоль.

 

Если у вас нет ни одного идентичного родного брата, ни пары, вполне вероятно, что ваши знания о близнецах частично основаны на вымысле. Они повсюду в подпольной, целлюлозной и популярной культуре, и сложно обвинить художников в том, что они втянули их в картину. В конце концов, для вида, одержимого идентичностью, существует ли более дразнящая загадка, чем смотреть через стол на своего двойника?

Если вы видели даже несколько вымышленных изображений близнецов, вы, вероятно, заметили, что презентация имеет тенденцию склоняться в одну или другую крайность. Либо близнецы жутко похожи (например, маленькие девочки в «Сиянии»), либо удивительно отличаются (такие как доминирующие и покорные близнецы-гинекологи в «Мертвых звонках»). Когда два человека выглядят одинаково, вещи, которые делают их разными, столь же озадачивают, как и те, которые делают их похожими.


ДНК играет центральную роль в современных концепциях идентичности, но по мере того, как улучшается наше понимание генетической науки, растет и наше понимание того, что делает нас теми, кто мы есть. Люди давно вступают в спор о природе и воспитании, дилемма с оттенками судьбы и свободы воли.

Вы тот человек, которым вы являетесь, потому что вы родились таким или из-за мира, в котором вы выросли?

Очевидно, что если один идентичный близнец растет в трущобах замка, а другой — во дворце короля, они могут развиться в довольно разных людей, независимо от того, насколько похожи их гены. Поле эпигенетика добавляет новое топливо к этой проблеме, проливая свет на то, как окружающая среда, питание и социальные условия влияют на то, как экспрессируются гены.

Был ли близнец во дворце воспитан насильственной мачехой? Разве близнецу в трущобах приходилось бороться с домом, полным дыма? Один ел кашу, а другой пировал на жирных десертах? Эти факторы могут вызывать эпигенетические изменения, которые изменяют экспрессию генов каждого близнеца. Даже разница в рационе может подвергнуть одного близнеца риску заболевания раком и оставить другого.

В этой статье мы рассмотрим, как работает эта увлекательная область генетики, как эпигенетические изменения влияют на нашу жизнь и что может ожидать будущее.


Гибкость ДНК и генные ключи

Последние прорывы в биологии указывают на удивительную истину: ваша ДНК, скрученная в спиральный код и создавшая из вас того, кем вы являетесь на сегодняшний день, не управляет вашей судьбой. Напротив, ваше отношение к жизни сообщает вашей ДНК то, каким человеком вы хотите стать.

Это означает, что каждая мысль, чувство, слово и действие, которые появляются в вашей жизни, отпечатываются в каждой отдельной клеточке вашего тела. Негативные мысли и эмоции заставляют вашу ДНК сжиматься, в то время как позитивные способствуют ее расширению и снятию напряжения.

Этот процесс протекает на протяжении всей жизни, с момента вашего появления в мире и до того момента, когда вы его покинете.


Не так давно появилась научно-философская концепция, которая стала для людей картой, путеводителем по их внутренней вселенной. Она называется Генные Ключи и говорит о том, что у каждого из нас есть комбинация ярко выраженных качеств, формирующих индивидуальность личности. Развивая эти качества, человек обретает подлинную целостность и гармонию с миром, реализует себя по максимуму.

Систему Генных Ключей открыл миру шотландец, профессор, метафизик Ричард Радд в 2007 году. В основе теории Генных Ключей лежат генетика, астрология и китайская Книга Перемен.


Метилирование: от генома к фенотипу

Вы когда-нибудь играли в видеоигру с симулятором полета? Игра может предлагать различные настройки реалистичности, которые позволяют геймерам выбирать, насколько «реальным» будет их игровой опыт.

Зачастую вы можете включать и выключать столкновения в воздухе или решать, не закончились ли патроны или бензин. Настройки по умолчанию могут находиться где-то между чистым симулятором и аркадной стрельбой, но игра может стать более реалистичной, в зависимости от того, используете ли вы соответствующие параметры.

Оказывается, наши гены работают очень похожим образом. Если наш накопленный генетический материал (или геном) служит нашей программой, наш игровой опыт является нашим фенотип, наблюдаемые характеристики организма.

Множество факторов, в свою очередь, вызывает эпигенетические процессы, которые включают и выключают разные гены.
Ученые впервые придумали термин «эпигенетический» (который буквально означает «выше генома») в 1940-х годах как способ классификации изменений, которые произошли между геномом и фенотипом.

Например, почему только у одного идентичного близнеца может развиться рак, а не у обоих? В стремлении понять, что происходит, ученые более внимательно изучили связь между ДНК и развитием клеток.

ДНК находится внутри ядра клетки, мастер-программа в центре каждой мелочи, которая делает нас теми, кто мы есть. Ферменты связывают углеродные и водородные пучки (СН3), называемые метильные группы к ДНК, часто рядом с началом гена — то же самое место, где белки присоединяются, чтобы активировать ген.

Если белок не может присоединиться из-за блокирующей метильной группы, то ген обычно остается выключенным. Ученые называют этот конкретный эпигенетический процесс метилирование.

Расположение этих пучков может существенно измениться в течение жизни, но также может быть установлено постоянно в процессе развития эмбриона. Все зависит от различных факторов, которые могут повлиять на распределение метильных групп.

 

В то время как эпигенетические ученые посвятили большую часть своих исследований метилированию, они идентифицировали много различных типов эпигенетических процессов. Модификация хроматина фигуры в значительной степени среди этих процессов.

Внутри ядра ДНК обвивается вокруг пучков гистон белки, чтобы сформировать хроматин, который в свою очередь образует хромосомы. Измените структуру хроматина, и вы измените экспрессию генов. Различные химические группы достигают этой цели, прикрепляясь к гистонам.

Вы немного не уверены в генетических исследованиях? Давайте разберем все это для вас в том, как работает ДНК и как работают клетки.


Переключение генетического переключателя: эпигенетические факторы

Чем больше вы смотрите на эпигенетику, тем больше кажется, что наша жизнь — это не что иное, как контрольный список различных генов, которые можно включать или выключать. Не хотите стареть так быстро? Кликните сюда. Забота о небольшом ожирении? Просто отметьте «да» или «нет» карандашом № 2. Конечно, главное, что мы все еще пытаемся выяснить, какие факторы приводят к тому, какие ответы на генетических листах Scantron определяют нашу жизнь.

Эпигенетические изменения, как и многие другие наши жизненные процессы, ложатся на наши тела, чтобы иметь дело с ними. Просто вспомните, когда вы в последний раз сжигали обед или носили не те носки, чтобы работать. Вы действительно хотите прямой контроль над своим сердцебиением или как выражены ваши гены? Нет, поэтому ваше тело реагирует на ваше окружение и заботится обо всем этом для вас.

Тем временем ваш мозг (то есть вы) начинает заниматься такими важными задачами решения проблем, как сбор пищи, разведение и запоминание, чтобы выключить железо. Однако в свободное время мы приложили немало усилий, чтобы выяснить, как наши тела делают то, что делают. Таким образом, мы уже выяснили, как некоторые факторы вызывают эпигенетические изменения.


Питание и эпигенетические изменения

Как говорится, ты есть то, что ты ешь. Исследования показали, что нехватка или избыток пищи во время детства человека может вызвать эпигенетические изменения, которые приводят к диабету, ожирению и раннему половому созреванию.

Адаптации, которые имели смысл во время голода, могут затем передаваться детям и внукам, которые живут во время изобилия. Гены становятся эпигенетически настроенными для борьбы с неблагоприятными условиями и затем передаются потомству, которое может наслаждаться более комфортными условиями.

Эксперименты также показали, как пища может вызывать эпигенетические изменения в матке. Ученые влияли на окрас шерсти и предотвращали ожирение у мышей, кормя мать богатой соей диетой, которая изменяет метилирование.


Воспитание детей

Область эпигенетики продолжает проливать свет на важность родительской заботы для психического здоровья. Эксперименты обнаружили, что крысы-матери, которые нередко ухаживают за своими щенками, воспитывают тревожных потомков. Это плохое воспитание фактически изменяет гены, контролирующие выработку гормонов стресса.

Это естественный способ подготовки молодежи к потенциально опасной среде. У людей ученые наблюдали изменения метилирования в мозге жертв самоубийств. Районы гиппокамп, часть мозга, которая может влиять на настроение, содержит гены, которые были отключены.

По оценкам, один из каждых пяти жертв самоубийств подвергался жестокому обращению с детьми, что заставило экспертов рассмотреть возможную корреляцию между стрессовым воспитанием и эпигенетическими изменениями.

Матери не единственные, кто передает эпигенетические изменения потомству. Эксперименты на крысах показали, что урожайный фунгицид винклозолин может вызывать чувствительность к раку и почечным дефектам, которые могут передаваться потомству в результате изменений метилирования.

В аналогичном медицинском эксперименте исследователи обнаружили, что мыши, употребляющие кокаин, передали проблемы с памятью трем поколениям потомков благодаря эпигенетическим изменениям.

Нет комментариев. Ваш будет первым!
Загрузка...
Информация с этого сайта может использоваться только с указанием активной индексируемой гиперссылки на страницу-источник с данного сайта.