Ზღაპრები

ეპიგენეტიკური რეგულირება. ეპიგენეტიკა: გენები და რაღაც ზემოთ. ეპიგენეტიკური ცვლილებების შედეგების ხანგრძლივობა და ეპიგენეტიკის მომავალი

ეპიგენეტიკა არის გენეტიკის ფილიალი, რომელიც ცოტა ხნის წინ გამოჩნდა როგორც დამოუკიდებელი კვლევის სფერო. მაგრამ დღეს ეს ახალგაზრდა დინამიური მეცნიერება გთავაზობთ რევოლუციურ შეხედულებას ცოცხალი სისტემების განვითარების მოლეკულურ მექანიზმებზე.

ერთ -ერთი ყველაზე გაბედული და შთამაგონებელი ეპიგენეტიკური ჰიპოთეზა, რომ მრავალი გენის აქტიურობა გარედან ახდენს გავლენას, ახლა დადასტურებას პოულობს მრავალ ექსპერიმენტში ცხოველებზე. მკვლევარები სიფრთხილით ეკიდებიან თავიანთ შედეგებს, მაგრამ არ გამორიცხავენ ამას ჰომო საპიენსისრულად არ არის დამოკიდებული მემკვიდრეობაზე, რაც ნიშნავს რომ მას შეუძლია მიზანმიმართულად იმოქმედოს მასზე.

გრძელვადიან პერსპექტივაში, თუ მეცნიერები მართლები არიან და ისინი მოახერხებენ გენის კონტროლის მექანიზმების გასაღებების პოვნას, ადამიანი დაექვემდებარება ორგანიზმში მიმდინარე ფიზიკურ პროცესებს. სიბერე შეიძლება მათ შორის იყოს.

ლეღვი რნმ ჩარევის მექანიზმი.

DsRNA მოლეკულები შეიძლება იყოს რნმ -ის სამაგრები ან ორი წყვილი რნმ -ის ძაფები, რომლებიც ავსებენ ერთმანეთს.
გრძელი dsRNA მოლეკულები იჭრება (დამუშავდება) უჯრედში Dicer ფერმენტის მიერ: მისი ერთ -ერთი დომენი კონკრეტულად აკავშირებს dsRNA მოლეკულის ბოლოს (ვარსკვლავით მონიშნული), ხოლო მეორე წარმოქმნის შესვენებებს (აღინიშნება თეთრი ისრებით) ორივე dsRNA ჯაჭვი.

შედეგად, წარმოიქმნება ორჯაჭვიანი რნმ 20-25 ნუკლეოტიდი (siRNA) და დიცერი განაგრძობს dsRNA გაყოფის მომდევნო ციკლს, რომელიც უკავშირდება მის ახლად ჩამოყალიბებულ ბოლოს.

ეს siRNA შეიძლება შევიდეს კომპლექსში, რომელიც შეიცავს არგონავტის ცილას (AGO). ერთ -ერთი siRNA ჯაჭვი AGO ცილასთან ერთად პოულობს უჯრედში დამატებითი მაცნე რნმ (mRNA) მოლეკულებს. AGO წყვეტს სამიზნე mRNA მოლეკულებს, რამაც გამოიწვია mRNA დეგრადირება ან შეწყვეტა mRNA- ის თარგმნა რიბოსომზე. მოკლე რნმ -ებს ასევე შეუძლიათ ჩაახშონ გენომის ტრანსკრიფცია (რნმ -ის სინთეზი) მათზე ჰომოლოგიური ბირთვში ნუკლეოტიდური თანმიმდევრობით.
(ნახატი, დიაგრამა და კომენტარი / ჟურნალი "ბუნება" No1, 2007)

შესაძლებელია სხვა მექანიზმებიც, რომლებიც ჯერ არ არის ცნობილი.
განსხვავება ეპიგენეტიკურ და გენეტიკურ მემკვიდრეობის მექანიზმებს შორის არის მათი სტაბილურობა, ეფექტების განმეორებადობა. გენეტიკურად განსაზღვრული თვისებების გამრავლება შესაძლებელია განუსაზღვრელი ვადით, სანამ არ მოხდება გარკვეული ცვლილება (მუტაცია) შესაბამის გენში.
ეპიგენეტიკური ცვლილებები, რომლებიც გამოწვეულია გარკვეული სტიმულებით, ჩვეულებრივ რეპროდუცირდება უჯრედების თაობებში, ერთი ორგანიზმის სიცოცხლეში. როდესაც ისინი გადაეცემა შემდეგ თაობებს, მათ შეუძლიათ რეპროდუცირება არა უმეტეს 3-4 თაობისა, შემდეგ კი, თუკი მათ მიერ გამოწვეული სტიმული გაქრება, ისინი თანდათან ქრება.

როგორ გამოიყურება ის მოლეკულურ დონეზე? ეპიგენეტიკური მარკერები, როგორც ჩვეულებრივია ამ ქიმიურ კომპლექსებს უწოდებენ, ისინი განლაგებულნი არ არიან ნუკლეოტიდებში, რომლებიც ქმნიან დნმ -ის მოლეკულის სტრუქტურულ მიმდევრობას, არამედ მათზე და პირდაპირ იჭერენ გარკვეულ სიგნალებს?

სავსებით მართალი. ეპიგენეტიკური მარკერები ნამდვილად არ არის ნუკლეოტიდებში, არამედ მათზე (მეთილირება) ან მათ გარეთ (ქრომატინის ჰისტონების აცეტილაცია, მიკრორნმ).
რა მოხდება, როდესაც ეს მარკერები მომავალ თაობებს გადაეცემა, საუკეთესოდ აიხსნება ნაძვის ხის გამოყენებით, როგორც ანალოგია. თაობიდან თაობაზე გადატანილი "სათამაშოები" (ეპიგენეტიკური მარკერები) მთლიანად ამოღებულია მისგან ბლასტოცისტის (8 უჯრედიანი ემბრიონი) წარმოქმნისას, შემდეგ კი, იმპლანტაციის პროცესში, ისინი "ჩაიცმევენ" იმავე ადგილებში, სადაც ისინი ადრე იყვნენ ეს უკვე დიდი ხანია ცნობილია. მაგრამ ის, რაც ბოლო დროს გახდა ცნობილი და რომელმაც მთლიანად გადააქცია ჩვენი იდეები ბიოლოგიაში, დაკავშირებულია ეპიგენეტიკურ მოდიფიკაციებთან, რომლებიც მიღებულია მოცემული ორგანიზმის სიცოცხლის განმავლობაში.

მაგალითად, თუ ორგანიზმი გარკვეული გავლენის (სითბოს შოკი, შიმშილი და სხვა) ზემოქმედების ქვეშ იმყოფება, ხდება ეპიგენეტიკური ცვლილებების სტაბილური ინდუქცია („ახალი სათამაშოს ყიდვა“). როგორც უკვე ვთქვით, ასეთი ეპიგენეტიკური მარკერები იშლება უკვალოდ განაყოფიერების და ემბრიონის ფორმირების დროს და, ამრიგად, არ გადაეცემა შთამომავლობას. აღმოჩნდა, რომ ეს ასე არ არის. ბოლო წლების მრავალრიცხოვან კვლევებში, ერთი თაობის წარმომადგენლებში გარემოს სტრესით გამოწვეული ეპიგენეტიკური ცვლილებები გამოვლინდა 3-4 მომდევნო თაობის წარმომადგენლებში. ეს მიუთითებს შეძენილი თვისებების მემკვიდრეობის შესაძლებლობაზე, რაც ბოლო დრომდე აბსოლუტურად შეუძლებლად ითვლებოდა.

რომელია ეპიგენეტიკური ცვლილებების გამომწვევი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორები?

ეს არის ყველა ფაქტორი, რომელიც მოქმედებს განვითარების მგრძნობიარე (მგრძნობიარე) სტადიებზე. ადამიანებში ეს არის საშვილოსნოს განვითარების მთელი პერიოდი და დაბადებიდან პირველი სამი თვე. მათ შორის ყველაზე მნიშვნელოვანია კვება, ვირუსული ინფექციები, ორსულობის დროს დედის მოწევა, D ვიტამინის არასაკმარისი წარმოება (მზის ზემოქმედებით), დედის სტრესი.
ანუ, ისინი ზრდის სხეულის ადაპტაციას ცვალებად პირობებთან. და რა "მესინჯერები" არსებობს ფაქტორებს შორის გარემოდა ეპიგენეტიკური პროცესები - ჯერ არავინ იცის.

გარდა ამისა, არსებობს მტკიცებულება, რომ ყველაზე "მგრძნობიარე" პერიოდი, რომლის დროსაც შესაძლებელია ძირითადი ეპიგენეტიკური ცვლილებები, არის პერიკონცეპტუალური (კონცეფციიდან პირველი ორი თვე). შესაძლებელია, რომ ეპიგენეზურ პროცესებში მიზანმიმართული ჩარევის მცდელობები კონცეფციამდეც კი, ანუ ჩანასახის უჯრედებზე ზიგოტის წარმოქმნამდეც კი იყოს ეფექტური. თუმცა, ეპიგენომი საკმაოდ პლასტიკური რჩება ემბრიონის განვითარების სტადიის დასრულების შემდეგაც; ზოგიერთი მკვლევარი ცდილობს მის გამოსწორებას მოზრდილებშიც.

მაგალითად, Min Joo Fang ( მინ ჟუ ფანგი) და მისმა კოლეგებმა ნიუ ჯერსიში (აშშ) რუტგერსის უნივერსიტეტიდან დაადგინეს, რომ მოზრდილებში, მწვანე ჩაის გარკვეული კომპონენტის (ანტიოქსიდანტური ეპიგალოკატექინ გალატი (EGCG)) გამოყენებით, შესაძლებელია სიმსივნის ჩახშობის გენების გააქტიურება (დნმ -ის დემეტილაციით).

ახლა შეერთებულ შტატებსა და გერმანიაში, დაახლოებით ათეული მედიკამენტი უკვე დამუშავებულია, კიბოს დიაგნოზის ეპიგენეტიკური კვლევების შედეგების საფუძველზე.
რა არის ეპიგენეტიკის ძირითადი საკითხები ახლა? როგორ შეუძლია მათ გადაწყვეტას ხელი შეუწყოს დაბერების მექანიზმების (პროცესის) შესწავლას?

მე მჯერა, რომ დაბერების პროცესი თანდაყოლილი ეპიგენეტიკურია ("როგორც ონტოგენეზის ეტაპი"). ამ სფეროში კვლევა დაიწყო მხოლოდ ბოლო წლებში, მაგრამ თუ ისინი წარმატებით დაგვირგვინდება, ალბათ კაცობრიობა მიიღებს ძლიერ ახალ ინსტრუმენტს დაავადების წინააღმდეგ ბრძოლისა და სიცოცხლის გახანგრძლივების მიზნით.
ახლა ძირითადი საკითხებია დაავადების ეპიგენეტიკური ხასიათი (მაგალითად, კიბო) და მათი პრევენციისა და მკურნალობის ახალი მიდგომების შემუშავება.
თუკი შესაძლებელია ასაკთან დაკავშირებული დაავადებების მოლეკულური ეპიგენეტიკური მექანიზმების შესწავლა, შესაძლებელი გახდება მათი განვითარების წარმატებული წინააღმდეგობის გაწევა.

ბოლოს და ბოლოს, მაგალითად, მუშა ფუტკარი 6 კვირა ცოცხლობს, ხოლო დედოფალი - 6 წელი.
სრული გენეტიკური იდენტურობით, ისინი განსხვავდებიან მხოლოდ იმით, რომ მომავალი დედოფალი ფუტკარი განვითარების პერიოდში სამეფო ჟელეთი იკვებება რამდენიმე დღით მეტი ვიდრე ჩვეულებრივი მუშა ფუტკარი.

შედეგად, ამ ფუტკრის კასტების წარმომადგენლებს განუვითარდებათ ოდნავ განსხვავებული ეპიგენოტიპები. და გარე და ბიოქიმიური მსგავსების მიუხედავად, მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა 50 -ჯერ განსხვავდება!

60 -იანი წლების კვლევის პროცესში ნაჩვენები იყო, რომ ის ასაკთან ერთად მცირდება. მაგრამ შეძლეს მეცნიერებმა წინსვლა კითხვაზე პასუხის გაცემისას: რატომ ხდება ეს?

ბევრი ნაშრომია, რომელიც აჩვენებს, რომ დაბერების მახასიათებლები და სიჩქარე დამოკიდებულია ადრეული ონტოგენეზის პირობებზე. უმეტესობა ამას ზუსტად უკავშირებს ეპიგენეტიკური პროცესების კორექციას.

დნმ -ის მეთილირება ასაკთან ერთად მცირდება; რატომ ხდება ეს ჯერჯერობით უცნობია. ერთ -ერთი ვერსიაა, რომ ეს არის ადაპტაციის შედეგი, სხეულის მცდელობა მოერგოს როგორც გარე სტრესებს, ასევე შინაგან "ზედმეტ სტრესს" - დაბერებას.

შესაძლებელია, რომ ასაკობრივი დემეთილირების დროს "ჩართული" დნმ იყოს დამატებითი ადაპტირებული რესურსი, ვიტაუკტის პროცესის ერთ -ერთი გამოვლინება (როგორც მას გამოჩენილი გერონტოლოგი ვლადიმერ ვენიამინოვიჩ ფროლკისი ეძახდა) - ფიზიოლოგიური პროცესი, რომელიც ეწინააღმდეგება დაბერებას.

გენის დონეზე ცვლილებების შესაქმნელად აუცილებელია დნმ -ის მუტაციური "ასო", შესაძლოა გენების ნაწილის იდენტიფიცირება და ჩანაცვლება. ჯერჯერობით, ასეთი ოპერაციების განხორციელების ყველაზე პერსპექტიული გზა არის ბიოტექნოლოგიური. ჯერჯერობით ეს არის ექსპერიმენტული მიმართულება და მასში ჯერ არ არის რაიმე განსაკუთრებული მიღწევა. მეთილირება უფრო პლასტიკური პროცესია, მისი შეცვლა უფრო ადვილია, მათ შორის ფარმაკოლოგიური პრეპარატების დახმარებით. შესაძლებელია თუ არა ვისწავლოთ შერჩევით კონტროლი? კიდევ რა არის გასაკეთებელი ამის მისაღწევად?

მეთილირება ნაკლებად სავარაუდოა. ის არასპეციფიკურია, ის გავლენას ახდენს ყველაფერზე. თქვენ შეგიძლიათ ასწავლოთ მაიმუნს ფორტეპიანოს კლავიშების ცემა და ის მისგან ხმამაღალ ხმებს გამოსცემს, მაგრამ ნაკლებად სავარაუდოა, რომ შეასრულოს Moonlight Sonata. თუმცა არის მაგალითები, როდესაც მეთილირების დახმარებით შესაძლებელი გახდა ორგანიზმის ფენოტიპის შეცვლა. ყველაზე ცნობილი მაგალითია თაგვები - მუტანტური აგუტის გენის მატარებლები (მე უკვე მოვიყვანე). ქურთუკის ნორმალური ფერის დაბრუნება მოხდა ამ თაგვებში, რადგან "დეფექტური" გენი მათში "გამორთული" იყო მეთილირების გამო.

მაგრამ შესაძლებელია შერჩევით გავლენა იქონიოს გენის გამოხატულებაზე და ჩარევის რნმ -ები შესანიშნავია ამისათვის, რომლებიც მოქმედებენ უაღრესად სპეციალურად, მხოლოდ "საკუთარ" პირობაზე. ასეთი სამუშაოები უკვე მიმდინარეობს.

მაგალითად, ახლახან ამერიკელმა მკვლევარებმა ადამიანის სიმსივნური უჯრედები გადანერგეს თაგვებში, რომლებმაც ჩაახშეს იმუნური სისტემის ფუნქცია, რამაც შეიძლება იმუნოდეფიციტურ თაგვებში გამრავლება და მეტასტაზირება მოახდინოს. მეცნიერებმა მოახერხეს დაადგინონ ის, რაც გამოხატულია მეტასტაზურ უჯრედებში და, შესაბამისი სინთეზირებული რნმ -ის სინთეზირების და თაგვებში შეყვანისას, დაბლოკოს "კიბოს" მაცნე რნმ -ის სინთეზი და, შესაბამისად, შეაფერხოს სიმსივნის ზრდა და მეტასტაზები.

ანუ, თანამედროვე კვლევების საფუძველზე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ეპიგენეტიკური სიგნალები არის ცოცხალი ორგანიზმების სხვადასხვა პროცესების საფუძველი. როგორი არიან ისინი? რა ფაქტორები ახდენს გავლენას მათ ფორმირებაზე? შეუძლიათ მეცნიერებს ამ სიგნალების გაშიფვრა?

სიგნალები შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს. განვითარების და სტრესის დროს, ეს არის სიგნალები უპირველეს ყოვლისა ჰორმონალური ხასიათისა, მაგრამ არსებობს მტკიცებულება, რომ გარკვეული სიხშირის დაბალი სიხშირის ელექტრომაგნიტური ველის გავლენაც კი, რომლის ინტენსივობა მილიონი (!) ჯერ ნაკლებია ვიდრე ბუნებრივი ელექტრომაგნიტური ველს, შეუძლია გამოიწვიოს უჯრედების კულტურაში სითბოს შოკის ცილების (HSP70) გენების გამოხატვა. ამ შემთხვევაში, ეს ველი, რა თქმა უნდა, არ მოქმედებს "ენერგიულად", მაგრამ არის ერთგვარი სიგნალი "გამომწვევი", რომელიც "იწვევს" გენის გამოხატვას. აქ ჯერ კიდევ ბევრია იდუმალი.

მაგალითად, ახლახანს გაიხსნა დამკვირვებლის ეფექტი("დამკვირვებლის ეფექტი").
მოკლედ, მისი არსი ასეთია. როდესაც ჩვენ ვასხივებთ უჯრედების კულტურას, მათ აქვთ ფართო სპექტრის რეაქციები, დაწყებული ქრომოსომული გადახრებიდან რადიოადაპტაციურ რეაქციებამდე (რადიაციის დიდი დოზის გაძლების უნარი). მაგრამ თუ ჩვენ ამოვიღებთ ყველა დასხივებულ უჯრედს და დანარჩენს მკვებავი საშუალებაჩვენ გადავცემთ სხვებს, არ დასხივებულნი, ისინი აჩვენებენ ერთსა და იმავე რეაქციებს, თუმცა არავინ ასხივებს მათ.

ვარაუდობენ, რომ დასხივებული უჯრედები შუალედში ათავისუფლებენ ეპიგენეტიკურ „სასიგნალო“ ფაქტორებს, რომლებიც იწვევენ მსგავს ცვლილებებს არაირადირებული უჯრედებში. რა არის ამ ფაქტორების ბუნება - ჯერ არავინ იცის.

სიცოცხლის ხარისხისა და სიცოცხლის ხანგრძლივობის გაუმჯობესების მაღალი მოლოდინი უკავშირდება ღეროვანი უჯრედების კვლევის მეცნიერულ მიღწევებს. შეძლებენ თუ არა ეპიგენეტიკა უჯრედების რეპროგრამირებაში მასზე გაჩენილი იმედების გამართლებას? არსებობს ამის სერიოზული წინაპირობები?

თუ შემუშავდება საიმედო ტექნიკა სომატური უჯრედების "ეპიგენეტიკური გადაპროგრამების" ღეროვან უჯრედებად, ეს უდავოდ აღმოჩნდება რევოლუცია ბიოლოგიასა და მედიცინაში. ჯერჯერობით, მხოლოდ პირველი ნაბიჯებია გადადგმული ამ მიმართულებით, მაგრამ ისინი გამამხნევებელია.

ცნობილი მაქსიმი: ადამიანი არის ის, რასაც ჭამს. რა გავლენას ახდენს საკვები ჩვენზე? მაგალითად, მელბურნის უნივერსიტეტის გენეტიკოსებმა, რომლებმაც შეისწავლეს უჯრედული მეხსიერების მექანიზმები, დაადგინეს, რომ შაქრის ერთი დოზის მიღების შემდეგ უჯრედი ინახავს შესაბამის ქიმიურ მარკერს რამდენიმე კვირის განმავლობაში.

არსებობს ეპიგენეტიკის სპეციალური განყოფილებაც კი - კვების ეპიგენეტიკა, ზუსტად ეხება საკითხს ეპიგენეტიკური პროცესების დამოკიდებულება კვების მახასიათებლებზე. ეს თვისებები განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ორგანიზმის განვითარების ადრეულ სტადიაზე. მაგალითად, როდესაც ბავშვი იკვებება არა დედის რძით, არამედ ძროხის რძეზე დაფუძნებული მკვებავი ნარევებით, მისი სხეულის უჯრედებში ხდება ეპიგენეტიკური ცვლილებები, რაც დროთა განმავლობაში მიგვიყვანს პანკრეასის ბეტა უჯრედებში აუტოიმუნური პროცესის დაწყება და შედეგად, I ტიპის დიაბეტი.

ლეღვი დიაბეტის განვითარება (ნახ. მატულობს კურსორთან დაჭერისას). აუტოიმუნური დაავადებების დროს, როგორიცაა ტიპი 1 დიაბეტი, ადამიანის იმუნური სისტემა თავს ესხმის საკუთარ ორგანოებსა და ქსოვილებს.
ზოგიერთი აუტოანტისხეული იწყებს ორგანიზმში გამომუშავებას დაავადების პირველი სიმპტომების გამოჩენამდე დიდი ხნით ადრე. მათი იდენტიფიცირება დაეხმარება შეაფასოს დაავადების განვითარების რისკი.
(სურათი ჟურნალიდან "მეცნიერების სამყაროში", 2007 წლის ივლისი No7)

ნაყოფის განვითარების დროს არაადეკვატური (კალორიებით შეზღუდული) კვება არის პირდაპირი გზა სიმსუქნისკენ ზრდასრულ ასაკში და II ტიპის დიაბეტი.

ეს ნიშნავს, რომ ადამიანი ჯერ კიდევ პასუხისმგებელია არა მხოლოდ საკუთარ თავზე, არამედ მის შთამომავლებზე: შვილებზე, შვილიშვილებზე, შვილიშვილებზე?

დიახ, რა თქმა უნდა, და ბევრად უფრო დიდი მოცულობით, ვიდრე ადრე ეგონათ.

და რა არის ეპიგენეტიკური კომპონენტი ეგრეთ წოდებულ გენომურ ანაბეჭდში?

გენომურ ანაბეჭდში ერთი და იგივე გენი ფენოტიპურად განსხვავებულად ვლინდება იმისდა მიხედვით, გადაეცემა თუ არა შთამომავლობას მამისა თუ დედისგან. ანუ, თუ გენი მემკვიდრეობით მიიღება დედისგან, მაშინ ის უკვე მეთილირდება და არ არის გამოხატული, ხოლო მამისგან მემკვიდრეობით მიღებული გენი არ არის მეთილირებული და გამოხატულია.

გენომიკური ანაბეჭდი ყველაზე აქტიურად არის შესწავლილი სხვადასხვა მემკვიდრეობითი დაავადებების განვითარებაში, რომლებიც გადადის მხოლოდ გარკვეული სქესის წინაპრებისგან. მაგალითად, ჰანტინგტონის დაავადების არასრულწლოვანი ფორმა ვლინდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც მუტანტური ალელი მემკვიდრეობით მიიღება მამისგან, ხოლო ატროფიული მიოტონია დედისგან.
და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ ადამიანები, რომლებიც იწვევენ ამ დაავადებებს, აბსოლუტურად ერთნაირები არიან, განურჩევლად იმისა, მემკვიდრეობით მიიღებენ თუ არა ისინი მამისგან ან დედისგან. განსხვავებები მდგომარეობს "ეპიგენეზურ პრეისტორიაში" დედათა ან, პირიქით, მამისეულ ორგანიზმებში მათი არსებობის გამო. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ისინი ატარებენ მშობლის სქესის "ეპიგენეტურ ანაბეჭდს". როდესაც გარკვეული სქესის წინაპარი გვხვდება სხეულში, ისინი მეთილირდება (ფუნქციურად რეპრესირებულია), ხოლო მეორე დემეთილირდება (შესაბამისად, გამოხატულია) და იმავე მდგომარეობაში მემკვიდრეობით მიიღება შთამომავლები, რაც იწვევს (ან არა) შემთხვევას გარკვეული დაავადებების.

თქვენ სწავლობდით რადიაციის გავლენას სხეულზე. რადიაციის დაბალი დოზები ცნობილია, რომ დადებითად მოქმედებს ხილის ბუზების სიცოცხლეზე. ხილის ბუზი... შესაძლებელია თუ არა ადამიანის სხეულის ვარჯიში რადიაციის დაბალი დოზებით?ალექსანდრე მიხაილოვიჩ კუზინი, მის მიერ გამოთქმული გასული საუკუნის 70 -იან წლებში, დოზები, რომლებიც სიდიდის რიგით უფრო დიდია ვიდრე ფონი, იწვევს მასტიმულირებელ ეფექტს.

კერალაში, მაგალითად, ფონის დონე არ არის 2, არამედ 7.5 -ჯერ უფრო მაღალი ვიდრე "საშუალო ინდოელი" დონე, მაგრამ არც კიბოს შემთხვევა და არც მისგან სიკვდილიანობა არ განსხვავდება ინდოეთის საერთო მოსახლეობისგან.

(იხილეთ, მაგალითად, უახლესი ამ თემაზე: Nair RR, Rajan B, Akiba S, Jayalekshmi P, Nair MK, Gangadharan P, Koga T, Morishima H, Nakamura S, Sugahara T. Background რადიაციული და კიბოს შემთხვევები კერალაში, ინდოეთი-კარანაგაპალური ჯგუფური კვლევა. ჯანმრთელობის ფიზი. 2009 იანვარი; 96 (1): 55-66)

ერთ – ერთ კვლევაში თქვენ გაანალიზეთ მონაცემები 105 ათასი კიევის დაბადების და გარდაცვალების თარიღების შესახებ, რომლებიც დაიღუპნენ 1990 წლიდან 2000 წლამდე პერიოდში. რა დასკვნები გაკეთდა?

წლის ბოლოს (განსაკუთრებით დეკემბერში) დაბადებული ადამიანების სიცოცხლის ხანგრძლივობა აღმოჩნდა ყველაზე გრძელი, უმოკლესი - "აპრილი -ივლისი" -ს შორის. მინიმალური და მაქსიმალური ყოველთვიური საშუალო ღირებულებებს შორის განსხვავებები ძალიან დიდი იყო და მიაღწია 2.6 წელს მამაკაცებს და 2.3 წელს ქალებს. ჩვენი შედეგები ვარაუდობს, რომ რამდენ ხანს იცოცხლებს ადამიანი დიდწილად დამოკიდებულია იმ წლის სეზონზე, რომელშიც ის დაიბადა.

შესაძლებელია თუ არა მიღებული ინფორმაციის გამოყენება?

რა იქნება რეკომენდაციები? მაგალითად, გაზაფხულზე ბავშვების დაორსულება (სასურველია მარტში) ისე, რომ ისინი იყვნენ პოტენციური საუკუნეები? მაგრამ ეს აბსურდია. ბუნება ზოგს არაფერს აძლევს და ზოგს არაფერს. ასეა "სეზონური პროგრამირების" შემთხვევაში. მაგალითად, ბევრ ქვეყანაში (იტალია, პორტუგალია, იაპონია) ჩატარებულ კვლევებში გამოვლინდა, რომ სკოლის მოსწავლეებსა და სტუდენტებს, რომლებიც დაიბადნენ გაზაფხულის ბოლოს - ზაფხულის დასაწყისში (ჩვენი მონაცემებით - "ხანმოკლე") აქვთ უმაღლესი ინტელექტუალური შესაძლებლობები. ეს კვლევები ცხადყოფს "გამოსაყენებელი" რეკომენდაციების უაზრობას წლის ჩვილების გაჩენისთვის წლის გარკვეულ თვეებში. მაგრამ ეს ნაშრომები, რა თქმა უნდა, არის სერიოზული მიზეზი მექანიზმების შემდგომი კვლევისათვის, რომლებიც განსაზღვრავენ "პროგრამირებას", ასევე ამ მექანიზმების მიმართული კორექტირების საშუალებების ძიებას მომავალში სიცოცხლის გახანგრძლივების მიზნით.

რუსეთში ეპიგენეტიკის ერთ -ერთმა პიონერმა, მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის პროფესორმა ბორის ვანუშინმა, თავის ნაშრომში "ეპიგენეტიკის მატერიალიზაცია ან მცირე ცვლილებები დიდი შედეგებით", დაწერა, რომ გასული საუკუნე იყო გენეტიკის ეპოქა, ხოლო ახლანდელი არის ასაკი. ეპიგენეტიკის.

რა შესაძლებელს ხდის ეპიგინეტიკის პოზიციის ასე ოპტიმისტურად შეფასებას?

ადამიანის გენომის პროგრამის დასრულების შემდეგ, სამეცნიერო საზოგადოება შოკში იყო: აღმოჩნდა, რომ ინფორმაცია ადამიანის სტრუქტურისა და ფუნქციონირების შესახებ შეიცავს დაახლოებით 30 ათას გენს (სხვადასხვა შეფასებით, ეს არის მხოლოდ დაახლოებით 8-10 მეგაბაიტი) ინფორმაცია). ეპიგენეტიკის სფეროში მომუშავე ექსპერტები მას უწოდებენ "მეორე საინფორმაციო სისტემას" და თვლიან, რომ ორგანიზმის განვითარებასა და სასიცოცხლო აქტივობის კონტროლის ეპიგენეტიკური მექანიზმების გაშიფვრა გამოიწვევს რევოლუციას ბიოლოგიასა და მედიცინაში.

მაგალითად, არაერთმა კვლევამ უკვე გამოავლინა ასეთი ნიმუშების ტიპიური ნიმუშები. მათ საფუძველზე, ექიმებს შეუძლიათ დიაგნოზირონ კიბოს ფორმირება ადრეულ ეტაპზე.
მაგრამ შესაძლებელია თუ არა ასეთი პროექტი?

დიახ, რა თქმა უნდა, მიუხედავად იმისა, რომ ეს ძალიან ძვირია და ძნელად განხორციელდება კრიზისის დროს. მაგრამ გრძელვადიან პერსპექტივაში - საკმაოდ.

ჯერ კიდევ 1970 წელს, ვანიუშინის ჯგუფი ჟურნალში "Ბუნება"გამოქვეყნდა მონაცემები იმის შესახებ, თუ რა არეგულირებს უჯრედების დიფერენციაციას, რაც იწვევს გენების გამოხატვის განსხვავებებს. და თქვენ ისაუბრეთ ამის შესახებ. მაგრამ თუ თითოეული უჯრედის ორგანიზმი შეიცავს ერთსა და იმავე გენომს, მაშინ თითოეული ტიპის უჯრედის ეპიგენომს აქვს თავისი, შესაბამისად და დნმ განსხვავებულად მეთილირდება. იმის გათვალისწინებით, რომ ადამიანის სხეულში დაახლოებით ორასი ორმოცდაათი ტიპის უჯრედია, ინფორმაციის რაოდენობა შეიძლება იყოს კოლოსალური.

სწორედ ამიტომ, პროექტი "ადამიანის ეპიგენომი" ძალიან ძნელი (თუმცა არა უიმედო) განსახორციელებელია.

მას მიაჩნია, რომ ყველაზე უმნიშვნელო მოვლენებს შეუძლიათ უზარმაზარი გავლენა მოახდინონ ადამიანის ცხოვრებაზე: ”თუ გარემო ასრულებს ასეთ როლს ჩვენი გენომის შეცვლაში, მაშინ ჩვენ უნდა ავაშენოთ ხიდი ბიოლოგიურ და სოციალურ პროცესებს შორის. ეს აბსოლუტურად შეცვლის საგნების ჩვენებას. ”

ეს ასე სერიოზულია?

Რა თქმა უნდა. ახლა, ეპიგენეტიკის სფეროში უახლეს აღმოჩენებთან დაკავშირებით, ბევრი მეცნიერი საუბრობს მრავალი პოზიციის კრიტიკული გადააზრების აუცილებლობაზე, რომელიც ჩანდა ან ურყევი ან სამუდამოდ უარყოფილი, და კიდევ ბიოლოგიაში ფუნდამენტური პარადიგმების შეცვლის აუცილებლობაზე. აზროვნების ამგვარმა რევოლუციამ, რა თქმა უნდა, შეიძლება გავლენა მოახდინოს ადამიანის ცხოვრების ყველა ასპექტზე, მსოფლმხედველობიდან და ცხოვრების სტილიდან დაწყებული, ბიოლოგიასა და მედიცინაში აღმოჩენების აფეთქებამდე.

ინფორმაცია ფენოტიპის შესახებ შეიცავს არა მხოლოდ გენომს, არამედ ეპიგენომს, რომელიც პლასტიკურია და შეუძლია, გარკვეული გარემოს სტიმულის ზეგავლენით შეიცვალოს, გავლენა მოახდინოს გენების გამოხატვაზე - მოლეკულური ბიოლოგიის ცენტრალურ დოგმასთან დაკავშირებით, შესაბამისად რომელი ინფორმაციის სტრიმია მხოლოდ დნმ -დან და არა პირიქით.
ადრეულ ონტოგენეზში გამოწვეული ეპიგენეტიკური ცვლილებები შეიძლება დაფიქსირდეს ამობეჭდვის მექანიზმით და შეცვალოს ადამიანის მთელი შემდგომი ბედი (მათ შორის ფსიქოტიპი, მეტაბოლიზმი, დაავადებებისადმი მიდრეკილება და სხვა) - ზოდიაქოს ასტროლოგია.
ევოლუციის მიზეზი, გარდა ბუნებრივი შერჩევით შერჩეული შემთხვევითი ცვლილებებისა (მუტაციები), არის მიმართული, ადაპტირებული ცვლილებები (ეპიმუტაციები) - ფრანგი ფილოსოფოსის (ლიტერატურაში ნობელის პრემიის ლაურეატი, 1927) ანრი ბერგსონის შემოქმედებითი ევოლუციის კონცეფცია.
ეპიმუტაციები შეიძლება გადავიდეს წინაპრებიდან შთამომავლებზე - შეძენილი სიმბოლოების მემკვიდრეობა, ლამარკიზმი.

რა აქტუალური კითხვებია უპასუხოს უახლოეს მომავალში?

როგორ ვითარდება მრავალუჯრედიანი ორგანიზმი, როგორია სიგნალების ხასიათი, რომელიც ასე ზუსტად განსაზღვრავს სხეულის სხვადასხვა ორგანოების წარმოქმნის, სტრუქტურისა და ფუნქციის დროს?

შესაძლებელია თუ არა ეპიგენეზურ პროცესებზე გავლენის მოხდენით ორგანიზმების შეცვლა სასურველი მიმართულებით?

შესაძლებელია თუ არა ეპიგენეტიკური დაავადებების განვითარების პრევენცია, როგორიცაა დიაბეტი და კიბო, ეპიგენეტიკური პროცესების მორგებით?

როგორია ეპიგენეტიკური მექანიზმების როლი დაბერების პროცესში, შეუძლიათ თუ არა მათ სიცოცხლის გახანგრძლივება?

შესაძლებელია თუ არა ჩვენს დროში გაუგებარი ცოცხალი სისტემების ევოლუციის კანონები (ევოლუცია "არა დარვინის მიხედვით") აიხსნას ეპიგენეტიკური პროცესების ჩართულობით?

ბუნებრივია, ეს მხოლოდ ჩემი პირადი ჩამონათვალია; ის სხვა მკვლევარებისთვის შეიძლება განსხვავებული იყოს.

ალბათ ეპიგენეტიკის ყველაზე ტევადი და ამავე დროს ზუსტი განმარტება ეკუთვნის გამოჩენილ ინგლისელ ბიოლოგს, ნობელის პრემიის ლაურეატს პიტერ მედავარს: "გენეტიკა გვთავაზობს, მაგრამ ეპიგენეტიკა განკარგავს".

ალექსეი რჟევსკი ალექსანდრე ვაისერმანი

იცოდით რომ ჩვენს უჯრედებს აქვთ მეხსიერება? მათ ახსოვთ არა მხოლოდ ის, რასაც ჩვეულებრივ საუზმეზე მიირთმევთ, არამედ ის, რასაც დედა და ბებია ჭამდნენ ორსულობის დროს. თქვენს უჯრედებს კარგად ახსოვთ თამაშობთ თუ არა სპორტს და რამდენად ხშირად სვამთ ალკოჰოლს. უჯრედის მეხსიერება ინახავს თქვენს შეხვედრებს ვირუსებთან და რამდენად გიყვარდათ ბავშვობაში. უჯრედული მეხსიერება წყვეტს მიდრეკილი ხართ სიმსუქნისა და დეპრესიისკენ. უმეტესწილად უჯრედული მეხსიერების გამო, ჩვენ არ ვგავართ შიმპანზეებს, თუმცა მასთან გვაქვს დაახლოებით იგივე გენომის შემადგენლობა. და ჩვენი უჯრედების ამ საოცარმა თვისებამ ხელი შეუწყო ეპიგენეტიკის მეცნიერების გაგებას.

ეპიგენეტიკა თანამედროვე მეცნიერების საკმაოდ ახალგაზრდა მიმართულებაა და ჯერჯერობით ის არ არის ისეთი ფართოდ ცნობილი, როგორც მისი "დის" გენეტიკა. ბერძნულიდან თარგმნილი, წინადადება "ეპი" ნიშნავს "ზემოთ", "ზემოთ", "ზემოთ". დნმ -ის სტრუქტურა რჩება შეიძლება წარმოიდგინოთ, რომ გარკვეული "მეთაური" გარე სტიმულების საპასუხოდ, როგორიცაა კვება, ემოციური სტრესი, ფიზიკური აქტივობა, აძლევს ბრძანებებს ჩვენს გენებს გაზარდონ ან პირიქით, შეასუსტონ მათი აქტივობა.

ეპიგენეტიკური პროცესები ხორციელდება რამდენიმე დონეზე. მეთილირება მოქმედებს ცალკეული ნუკლეოტიდების დონეზე. შემდეგი დონე არის ჰისტონების მოდიფიკაცია, ცილები, რომლებიც ჩართულია დნმ -ის ძაფების შეფუთვაში. დნმ -ის ტრანსკრიფციისა და რეპლიკაციის პროცესები ასევე დამოკიდებულია ამ შეფუთვაზე. ცალკე მეცნიერული ფილიალი - რნმ ეპიგენეტიკა - სწავლობს რნმ -თან დაკავშირებულ ეპიგენეტიკურ პროცესებს, მათ შორის მესინჯერ რნმ -ს მეთილირებას.

მუტაციის მართვა

ეპიგენეტიკის განვითარება, როგორც მოლეკულური ბიოლოგიის ცალკე ფილიალი, დაიწყო 1940 -იან წლებში. შემდეგ ინგლისელმა გენეტიკოსმა კონრად ვადინგტონმა ჩამოაყალიბა კონცეფცია "ეპიგენეტიკური ლანდშაფტი", რომელიც განმარტავს ორგანიზმის წარმოქმნის პროცესს. დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ ეპიგენეტიკური გარდაქმნები დამახასიათებელია მხოლოდ ორგანიზმის განვითარების საწყის ეტაპზე და არ შეინიშნება ზრდასრულ ასაკში. თუმცა, ბოლო წლებში ექსპერიმენტული მტკიცებულებების მთელი სერია იქნა მიღებული, რომელმაც წარმოშვა ბომბის აფეთქების ეფექტი ბიოლოგიასა და გენეტიკაში.

რევოლუცია გენეტიკურ მსოფლმხედველობაში მოხდა გასული საუკუნის ბოლოს. არაერთი ექსპერიმენტული მონაცემი იქნა მიღებული ერთდროულად რამდენიმე ლაბორატორიაში, რამაც გენეტიკოსები დააფიქრა. ასე რომ, 1998 წელს შვეიცარიელმა მკვლევარებმა რენატო პაროს ხელმძღვანელობით ბაზელის უნივერსიტეტიდან ჩაატარეს ექსპერიმენტები ხილის ბუზებთან, რომლებიც მუტაციების გამო ყვითელითვალი. დადგინდა, რომ მუტანტური ხილის ბუზებში ტემპერატურის მომატების გავლენის ქვეშ, შთამომავლები დაიბადნენ არა ყვითელი, არამედ წითელი (როგორც წესი) თვალებით. მათ გააქტიურეს ერთი ქრომოსომული ელემენტი, რომელმაც შეცვალა თვალების ფერი.

მკვლევართათვის გასაკვირი იყო, რომ ამ ბუზების შთამომავლებმა შეინარჩუნეს წითელი თვალები კიდევ ოთხი თაობის განმავლობაში, თუმცა ისინი სითბოს აღარ ექვემდებარებოდნენ. ანუ შეძენილი თვისებები მემკვიდრეობით იქნა მიღებული. მეცნიერები იძულებულნი გახდნენ სენსაციური დასკვნის გაკეთება: სტრესით გამოწვეული ეპიგენეტიკური ცვლილებები, რომლებიც გავლენას არ ახდენდნენ გენომზე, შეიძლება დაფიქსირდეს და გადაეცეს მომავალ თაობებს.

მაგრამ იქნებ ეს მხოლოდ ხილის ბუზებში ხდება? Არა მხოლოდ. მოგვიანებით გაირკვა, რომ ადამიანებში ეპიგენეტიკური მექანიზმების გავლენა ასევე ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. მაგალითად, აღმოჩნდა, რომ მოზრდილების ტიპი 2 დიაბეტისადმი მიდრეკილება შეიძლება დიდწილად იყოს დამოკიდებული მათი დაბადების თვეზე. და ეს იმისდა მიუხედავად, რომ სეზონთან დაკავშირებული გარკვეული ფაქტორების გავლენას და დაავადების დაწყებას შორის გადის 50-60 წელი. ეს არის ეგრეთ წოდებული ეპიგენეტიკური პროგრამირების კარგი მაგალითი.

რა შეიძლება დააკავშიროს დიაბეტისადმი მიდრეკილებას და დაბადების თარიღს? ახალ ზელანდიელმა მეცნიერებმა პიტერ გლუკმანმა და მარკ ჰანსონმა შეძლეს ამ პარადოქსის ლოგიკური ახსნის ჩამოყალიბება. მათ შემოგვთავაზეს "შეუსაბამობის ჰიპოთეზა", რომლის მიხედვითაც განვითარებადი ორგანიზმი შეიძლება განიცადოს "პროგნოზული" ადაპტაცია დაბადებიდან მოსალოდნელ გარემოსთან. თუ პროგნოზი დადასტურებულია, ეს ზრდის ორგანიზმის გადარჩენის შანსებს მსოფლიოში, სადაც ის იცხოვრებს. თუ არა, ადაპტაცია ხდება არასწორი ადაპტაცია, ანუ დაავადება.

მაგალითად, თუ საშვილოსნოს განვითარების დროს ნაყოფი იღებს საკვების არასაკმარის რაოდენობას, მასში ხდება მეტაბოლური ცვლილებები, რომლებიც მიზნად ისახავს საკვების რესურსების შენახვას მომავალი გამოყენებისთვის, "წვიმიანი დღისთვის". თუ მშობიარობის შემდგომ მართლაც ცოტა საკვებია, ეს ეხმარება ორგანიზმს გადარჩენაში. თუ სამყარო, რომელშიც ადამიანი შემოდის დაბადების შემდეგ, აღმოჩნდება იმაზე მეტად აყვავებული, ვიდრე ვარაუდობდნენ, მეტაბოლიზმის ამ „ეკონომიურმა“ ბუნებამ შეიძლება გამოიწვიოს სიმსუქნე და ტიპი 2 დიაბეტი სიცოცხლის შემდგომ ეტაპებზე.

2003 წელს დიუკის უნივერსიტეტის ამერიკელი მეცნიერების მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტები რენდი გირტლი და რობერტ უოთერლენდი უკვე სახელმძღვანელოებად იქცა. რამდენიმე წლით ადრე, ჯირტლმა მოახერხა ჩვეულებრივი თაგვების ხელოვნური გენის ჩასმა, რამაც ისინი ყვითლად, მსუქანად და ავადმყოფად დაიბადა. ასეთი თაგვების შექმნის შემდეგ, გირტლმა და მისმა კოლეგებმა გადაწყვიტეს ტესტირება: შესაძლებელია თუ არა დეფექტური გენის მოხსნის გარეშე, მათი ნორმალური გახდომა? აღმოჩნდა, რომ ეს შესაძლებელია: მათ დაამატეს ფოლიუმის მჟავა, ვიტამინი B12, ქოლინი და მეთიონინი ფეხმძიმე აგუტი თაგვების საკვებში (როგორც დაიწყეს ყვითელი თაგვის "ურჩხულებს") და ამის შედეგად ნორმალური შთამომავლობა გამოჩნდა. ნაჩვენებია, რომ კვების ფაქტორებმა შეძლეს გენების მუტაციების განეიტრალება. უფრო მეტიც, დიეტის ეფექტი გაგრძელდა რამდენიმე მომდევნო თაობაში: ახალშობილმა თაგვებმა, რომლებიც ნორმალურად დაიბადნენ საკვები დანამატების წყალობით, თავად გააჩინეს ნორმალური თაგვები, თუმცა მათი დიეტა უკვე ნორმალური იყო.

მეთილის ჯგუფები მიმაგრებულია ციტოზინის ბაზებზე დნმ -ის განადგურების ან შეცვლის გარეშე, მაგრამ გავლენას ახდენს შესაბამისი გენების აქტივობაზე. ასევე არსებობს საპირისპირო პროცესი - დემეთილირება, რომლის დროსაც ხდება მეთილის ჯგუფების ამოღება და გენების საწყისი აქტივობის აღდგენა.

ჩვენ შეგვიძლია დარწმუნებით ვთქვათ, რომ ორსულობის პერიოდი და ცხოვრების პირველი თვეები ყველაზე მნიშვნელოვანია ყველა ძუძუმწოვრების ცხოვრებაში, მათ შორის ადამიანებში. როგორც გერმანელმა ნეირომეცნიერმა პიტერ სპორკმა სწორად თქვა: "ხანდაზმულ ასაკში ჩვენი ჯანმრთელობა ზოგჯერ ბევრად უფრო დიდ გავლენას ახდენს ორსულობის დროს ჩვენი დედის კვებაზე, ვიდრე ცხოვრების მიმდინარე მომენტის საკვები".

ბედი მემკვიდრეობით

გენის აქტივობის ეპიგენეტიკური რეგულირების ყველაზე შესწავლილი მექანიზმი არის მეთილირების პროცესი, რომელიც შედგება მეთილის ჯგუფის (ერთი ნახშირბადის ატომისა და სამი წყალბადის ატომის) დამატებით დნმ -ის ციტოზინის ბაზებზე. მეთილირება შეიძლება გავლენა იქონიოს გენის აქტივობაზე რამდენიმე გზით. კერძოდ, მეთილის ჯგუფებს შეუძლიათ ფიზიკურად ჩაერიონ ტრანსკრიფციის ფაქტორის (ცილა, რომელიც აკონტროლებს მაცნე რნმ -ის სინთეზს დნმ -ის შაბლონზე) კონტაქტს დნმ -ის კონკრეტულ რეგიონებთან. მეორეს მხრივ, ისინი მუშაობენ მეთილციტოზინ-დამაკავშირებელ ცილებთან ერთად, მონაწილეობენ ქრომატინის რემოდელირების პროცესში, ნივთიერება, რომელიც ქმნის ქრომოსომებს, მემკვიდრეობითი ინფორმაციის საცავი.

პასუხისმგებელია შემთხვევითობაზე

თითქმის ყველა ქალმა იცის, რომ ძალიან მნიშვნელოვანია ორსულობის დროს ფოლიუმის მჟავის მოხმარება. ფოლიუმის მჟავა, ვიტამინ B12- თან და ამინომჟავას მეთიონინთან ერთად, ემსახურება როგორც დონორი, მეთილ ჯგუფების მიმწოდებელი, რომელიც აუცილებელია მეთილირების პროცესის ნორმალური მიმდინარეობისათვის. ვიტამინი B12 და მეთიონინი თითქმის შეუძლებელია ვეგეტარიანული დიეტისგან, რადგან ისინი ძირითადად გვხვდება ცხოველურ პროდუქტებში, ამიტომ მომავალი დედის განტვირთვას შეიძლება ჰქონდეს ყველაზე უსიამოვნო შედეგები ბავშვისთვის. არც ისე დიდი ხნის წინ, აღმოჩნდა, რომ ამ ორი ნივთიერების რაციონში, ისევე როგორც ფოლიუმის მჟავას დეფიციტმა შეიძლება გამოიწვიოს ნაყოფში ქრომოსომების გამოყოფის დარღვევა. ეს მნიშვნელოვნად ზრდის დაუნის სინდრომის მქონე ბავშვის გაჩენის რისკს, რომელიც ჩვეულებრივ მხოლოდ ტრაგიკულ შემთხვევად ითვლება.
ასევე ცნობილია, რომ არასრულფასოვანი კვება და სტრესი ორსულობის დროს უარესად ცვლის დედისა და ნაყოფის ორგანიზმში რიგი ჰორმონების კონცენტრაციას - გლუკოკორტიკოიდები, კატექოლამინები, ინსულინი, ზრდის კერა და სხვა. ამის გამო ემბრიონი იწყებს გამოცდილებას უარყოფითი ეპიგენეტიკური ცვლილებები ჰიპოთალამუსის და ჰიპოფიზის ჯირკვლის უჯრედებში. ეს სავსეა იმით, რომ ბავშვი დაიბადება ჰიპოთალამურ-ჰიპოფიზის მარეგულირებელი სისტემის დამახინჯებული ფუნქციით. ამის გამო, ის ნაკლებად შეძლებს გაუმკლავდეს სრულიად განსხვავებული ხასიათის სტრესს: ინფექციებთან, ფიზიკურ და გონებრივ სტრესთან და ა.შ. აშკარაა, რომ გესტაციის პერიოდში ცუდად ჭამით და შეშფოთებით, დედა ხდის თავის არ დაბადებულ შვილს დაუცველი დამარცხებული ყველა მხრიდან ...

მეთილირება ჩართულია მრავალ პროცესში, რომელიც დაკავშირებულია ადამიანებში ყველა ორგანოსა და სისტემის განვითარებასთან. ერთ -ერთი მათგანია ემბრიონში X ქრომოსომების ინაქტივაცია. როგორც მოგეხსენებათ, ქალ ძუძუმწოვრებს აქვთ სქესობრივი ქრომოსომის ორი ასლი, განსაზღვრულია როგორც X ქრომოსომა, ხოლო მამაკაცები კმაყოფილნი არიან ერთი X და ერთი Y ქრომოსომით, რაც გაცილებით მცირე ზომის და გენეტიკური ინფორმაციის რაოდენობითაა. მამრობითი და მდედრობითი სქესის პროდუქტების (რნმ და ცილები) რაოდენობის გასათანაბრებლად, ქალების ერთ – ერთ X ქრომოსომაზე გენების უმეტესობა გამორთულია.

ამ პროცესის კულმინაცია ხდება ბლასტოცისტის ეტაპზე, როდესაც ემბრიონი შედგება 50-100 უჯრედისგან. თითოეულ უჯრედში, ინაქტივაციის ქრომოსომა (მამობრივი ან დედის) შემთხვევით არის შერჩეული და არააქტიური რჩება ამ უჯრედის ყველა მომდევნო თაობაში. მამისა და დედის ქრომოსომების "შერევის" ამ პროცესს უკავშირდება ის ფაქტი, რომ ქალები გაცილებით ნაკლებად განიცდიან X ქრომოსომასთან დაკავშირებულ დაავადებებს.

მეთილირება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს უჯრედების დიფერენციაციაში, პროცესი, რომლის დროსაც ემბრიონის "უნივერსალური" უჯრედები ვითარდება ქსოვილებისა და ორგანოების სპეციალიზირებულ უჯრედებად. კუნთების ბოჭკოები, ძვლის ქსოვილი, ნერვული უჯრედები - ყველა მათგანი ჩნდება გენომის მკაცრად განსაზღვრული ნაწილის აქტივობის გამო. ასევე ცნობილია, რომ მეთილირება წამყვან როლს ასრულებს ონკოგენების უმეტესობის, ასევე ზოგიერთი ვირუსის ჩახშობაში.

დნმ მეთილირებას აქვს ყველაზე დიდი მნიშვნელობა ყველა ეპიგენეტიკურ მექანიზმს შორის, რადგან ის პირდაპირ კავშირშია დიეტასთან, ემოციურ მდგომარეობასთან, ტვინის აქტივობასთან და სხვა გარე ფაქტორებთან.

ამ დასკვნის დამამტკიცებელი მონაცემები ამ საუკუნის დასაწყისში იქნა მიღებული ამერიკელი და ევროპელი მკვლევარების მიერ. მეცნიერებმა შეისწავლეს ხანდაზმული ჰოლანდიელები, რომლებიც ომის შემდეგ დაიბადნენ. მათი დედების ორსულობის პერიოდი დაემთხვა ძალიან რთულ დროს, როდესაც 1944-1945 წლის ზამთარში ჰოლანდიაში ნამდვილი შიმშილი იყო. მეცნიერებმა მოახერხეს დადგენა: ძლიერმა ემოციურმა სტრესმა და დედების ნახევრად მშიერმა დიეტამ ყველაზე უარყოფითად იმოქმედა მომავალი ბავშვების ჯანმრთელობაზე. დაბალ წონაში, ისინი რამდენჯერმე უფრო მეტად განიცდიან გულის დაავადებებს, სიმსუქნეს და დიაბეტს ზრდასრულ ასაკში, ვიდრე მათი თანამემამულეები, რომლებიც დაიბადნენ ერთი ან ორი წლის შემდეგ (ან უფრო ადრე).

მათი გენომის ანალიზმა აჩვენა დნმ -ის მეთილირების არარსებობა იმ ადგილებში, სადაც ის უზრუნველყოფს ჯანმრთელობის შენარჩუნებას. მაგალითად, ხანდაზმულ ჰოლანდიელებში, რომელთა დედები გადაურჩნენ შიმშილს, ინსულინის მსგავსი ზრდის ფაქტორის (IGF) გენის მეთილირება მნიშვნელოვნად შემცირდა, რის გამოც სისხლში IGF- ის რაოდენობა გაიზარდა. და ამ ფაქტორს, როგორც მეცნიერებმა კარგად იციან, აქვს უკუკავშირი სიცოცხლის ხანგრძლივობასთან: რაც უფრო მაღალია ორგანიზმში IGF დონე, მით უფრო ხანმოკლეა სიცოცხლე.

მოგვიანებით, ამერიკელმა მეცნიერმა ლამბერტ ლუმმა აღმოაჩინა, რომ მომავალ თაობაში, ამ ჰოლანდიელების ოჯახებში დაბადებული ბავშვები ასევე დაიბადნენ არანორმალურად დაბალი წონით და უფრო ხშირად ვიდრე სხვები განიცდიდნენ ასაკობრივ დაავადებებს, თუმცა მათი მშობლები საკმაოდ კარგად ცხოვრობდნენ და კარგად ჭამა გენებს ახსოვდათ ინფორმაცია ბებიების ორსულობის მშიერი პერიოდის შესახებ და გადაეცა ის თაობასაც კი, შვილიშვილებს.

გენები არ არის წინადადება

სტრესისა და არასაკმარისი კვების გარდა, ნაყოფის ჯანმრთელობაზე შეიძლება გავლენა იქონიოს უამრავმა ნივთიერებამ, რომლებიც ამახინჯებენ ჰორმონალური რეგულირების ნორმალურ პროცესებს. მათ უწოდებენ "ენდოკრინულ დარღვევებს" (გამანადგურებლებს). ეს ნივთიერებები, როგორც წესი, ხელოვნური ხასიათისაა: კაცობრიობა იღებს მათ ინდუსტრიულად მათი საჭიროებებისათვის.

ყველაზე გასაოცარი და ნეგატიური მაგალითია, ალბათ, ბისფენოლ-A, რომელიც მრავალი წელია გამოიყენება როგორც გამაძლიერებელი პლასტმასის პროდუქტების წარმოებაში. ის გვხვდება პლასტმასის კონტეინერების ზოგიერთ სახეობაში - წყლისა და სასმელის ბოთლებში, საკვების კონტეინერებში.

ბისფენოლ-A -ის უარყოფითი გავლენა სხეულზე არის მეთილირებისათვის საჭირო თავისუფალი მეთილის ჯგუფების "განადგურების" უნარი და აღკვეთოს ფერმენტები, რომლებიც ამ ჯგუფებს ანიჭებენ დნმ-ს. ჰარვარდის სამედიცინო სკოლის ბიოლოგებმა აღმოაჩინეს ბისფენოლ-A- ს უნარი შეაფერხოს კვერცხუჯრედის მომწიფება და ამით გამოიწვიოს უნაყოფობა. კოლუმბიის უნივერსიტეტის მათმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს ბისფენოლ-A- ს უნარი გაანათოს სქესებს შორის განსხვავებები და ხელი შეუწყოს შთამომავლობის დაბადებას ჰომოსექსუალური მიდრეკილებებით. ბისფენოლის გავლენით, დარღვეული იქნა ესტროგენისა და ქალის სასქესო ჰორმონების რეცეპტორების მაკოდირებელი გენების ნორმალური მეთილირება. ამის გამო, მამრობითი თაგვები დაიბადნენ "ქალი" ხასიათით, მორჩილი და მშვიდი.

საბედნიეროდ, არსებობს საკვები, რომელიც დადებითად მოქმედებს ეპიგენომზე. მაგალითად, მწვანე ჩაის რეგულარულმა მოხმარებამ შეიძლება შეამციროს კიბოს რისკი, რადგან ის შეიცავს გარკვეულ ნივთიერებას (ეპიგალოკატექინ-3-გალატი), რომელსაც შეუძლია გააქტიუროს სიმსივნის ჩახშობის გენები (სუპრესორები) მათი დნმ-ის დემეთილირებით. ბოლო წლებში პოპულარული გახდა გენისტეინი, ეპიგენეტიკური პროცესების მოდულატორი, რომელიც შეიცავს სოიოს პროდუქტებს. ბევრი მკვლევარი აზიის ქვეყნების მაცხოვრებლების დიეტაში სოიოს შემცველობას უკავშირებს მათ დაბალ მგრძნობელობას ასაკობრივი დაავადებების მიმართ.

ეპიგენეტიკური მექანიზმების შესწავლა დაგვეხმარა მნიშვნელოვანი ჭეშმარიტების გაგებაში: ცხოვრებაში ბევრი რამ არის დამოკიდებული საკუთარ თავზე. შედარებით სტაბილური გენეტიკური ინფორმაციისგან განსხვავებით, ეპიგენეტიკური "ტეგები" გარკვეულ პირობებში შეიძლება შექცევადი იყოს. ეს ფაქტი შესაძლებელს გახდის საერთო დაავადებების წინააღმდეგ ბრძოლის ფუნდამენტურად ახალ მეთოდებს დაეყრდნოს იმ ეპიგენეტიკური მოდიფიკაციების აღმოფხვრას, რომლებიც წარმოიშვა ადამიანებში არახელსაყრელი ფაქტორების გავლენის ქვეშ. ეპიგენომის კორექციისკენ მიმართული მიდგომების გამოყენება ჩვენთვის დიდ პერსპექტივებს ხსნის.

ეპიგენეტიკა თანამედროვე მეცნიერების საკმაოდ ახალგაზრდა მიმართულებაა და ჯერჯერობით ის არ არის ისეთი ფართოდ ცნობილი, როგორც მისი "დის" გენეტიკა. ბერძნულიდან თარგმნილი, წინადადება "ეპი" ნიშნავს "ზემოთ", "ზემოთ", "ზემოთ". თუ გენეტიკა სწავლობს პროცესებს, რომლებიც იწვევს ცვლილებებს ჩვენს გენებში, დნმ -ში, მაშინ ეპიგენეტიკა სწავლობს გენური აქტივობის ცვლილებებს, რომლებშიც დნმ -ის სტრუქტურა უცვლელი რჩება. შეიძლება წარმოიდგინოთ, რომ გარკვეული "მეთაური" გარე სტიმულების საპასუხოდ, როგორიცაა კვება, ემოციური სტრესი, ფიზიკური აქტივობა, აძლევს ბრძანებებს ჩვენს გენებს გაზარდონ ან პირიქით, შეასუსტონ მათი აქტივობა.

მუტაციის მართვა

რევოლუცია გენეტიკურ მსოფლმხედველობაში მოხდა გასული საუკუნის ბოლოს. არაერთი ექსპერიმენტული მონაცემი იქნა მიღებული ერთდროულად რამდენიმე ლაბორატორიაში, რამაც გენეტიკოსები დააფიქრა. მაგალითად, 1998 წელს, შვეიცარიელმა მკვლევარებმა რენატო პაროს ხელმძღვანელობით ბაზელის უნივერსიტეტიდან ჩაატარეს ექსპერიმენტები დროზოფილას ბუზებზე, რომლებსაც მუტაციების გამო ყვითელი თვალები ჰქონდათ. დადგინდა, რომ მუტანტური ხილის ბუზებში ტემპერატურის მომატების გავლენის ქვეშ, შთამომავლები დაიბადნენ არა ყვითელი, არამედ წითელი (როგორც წესი) თვალებით. მათ გააქტიურეს ერთი ქრომოსომული ელემენტი, რომელმაც შეცვალა თვალების ფერი.

რა შეიძლება დააკავშიროს დიაბეტისადმი მიდრეკილებას და დაბადების თარიღს? ახალ ზელანდიელმა მეცნიერებმა პიტერ გლუკმანმა და მარკ ჰანსონმა შეძლეს ამ პარადოქსის ლოგიკური ახსნის ჩამოყალიბება. მათ შემოგვთავაზეს "შეუსაბამობის ჰიპოთეზა", რომლის მიხედვითაც განვითარებად ორგანიზმს შეუძლია "პროგნოზული" ადაპტირება დაბადებიდან მოსალოდნელ გარემოსთან. თუ პროგნოზი დადასტურებულია, ეს ზრდის ორგანიზმის გადარჩენის შანსებს მსოფლიოში, სადაც ის იცხოვრებს. თუ არა, ადაპტაცია ხდება არასწორი ადაპტაცია, ანუ დაავადება.

2003 წელს დიუკის უნივერსიტეტის ამერიკელი მეცნიერების მიერ ჩატარებული ექსპერიმენტები რენდი გირტლი და რობერტ უოთერლენდი უკვე სახელმძღვანელოებად იქცა. რამდენიმე წლით ადრე, ჯირტლმა მოახერხა ჩვეულებრივი თაგვების ხელოვნური გენის ჩადება, რამაც ისინი ყვითლად, მსუქანად და ავადმყოფად დაიბადა. ასეთი თაგვების შექმნის შემდეგ, გირტლმა და მისმა კოლეგებმა გადაწყვიტეს ტესტირება: შესაძლებელია თუ არა დეფექტური გენის მოხსნის გარეშე, მათი ნორმალური გახდომა? აღმოჩნდა, რომ ეს შესაძლებელია: მათ დაამატეს ფოლიუმის მჟავა, ვიტამინი B 12, ქოლინი და მეთიონინი ორსული აგუტი თაგვების საკვებში (როგორც დაიწყეს ყვითელი თაგვის "მონსტრები") და ამის შედეგად ნორმალური შთამომავლობა გამოჩნდა. ნაჩვენებია, რომ კვების ფაქტორებმა შეძლეს გენების მუტაციების განეიტრალება. უფრო მეტიც, დიეტის ეფექტი გაგრძელდა რამდენიმე მომდევნო თაობაში: ახალშობილმა თაგვებმა, რომლებიც ნორმალურად დაიბადნენ საკვები დანამატების წყალობით, თავად გააჩინეს ნორმალური თაგვები, თუმცა მათი დიეტა უკვე ნორმალური იყო.

ბედი მემკვიდრეობით

დნმ მეთილირება
მეთილის ჯგუფები მიმაგრებულია ციტოზინის ბაზებზე დნმ -ის განადგურების ან შეცვლის გარეშე, მაგრამ გავლენას ახდენს შესაბამისი გენების აქტივობაზე. ასევე არსებობს საპირისპირო პროცესი - დემეთილირება, რომლის დროსაც ხდება მეთილის ჯგუფების ამოღება და გენების საწყისი აქტივობის აღდგენა "border =" 0 ">

მეთილირება ჩართულია მრავალ პროცესში, რომელიც დაკავშირებულია ადამიანებში ყველა ორგანოსა და სისტემის განვითარებასთან და ფორმირებასთან. ერთ -ერთი მათგანია ემბრიონში X ქრომოსომების ინაქტივაცია. როგორც მოგეხსენებათ, ქალ ძუძუმწოვრებს აქვთ სქესობრივი ქრომოსომის ორი ასლი, განსაზღვრულია როგორც X ქრომოსომა, ხოლო მამაკაცები კმაყოფილნი არიან ერთი X და ერთი Y ქრომოსომით, რაც გაცილებით მცირე ზომის და გენეტიკური ინფორმაციის რაოდენობითაა. მამრობითი და მდედრობითი სქესის პროდუქტების (რნმ და ცილები) რაოდენობის გასათანაბრებლად, ქალების ერთ – ერთ X ქრომოსომაზე გენების უმეტესობა გამორთულია.

მეთილირება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს უჯრედების დიფერენციაციაში, პროცესი, რომლის დროსაც ემბრიონის "უნივერსალური" უჯრედები სპეციალიზირებული ქსოვილისა და ორგანოების უჯრედებში ვითარდება. კუნთების ბოჭკოები, ძვლის ქსოვილი, ნერვული უჯრედები - ყველა მათგანი ჩნდება გენომის მკაცრად განსაზღვრული ნაწილის აქტივობის გამო. ასევე ცნობილია, რომ მეთილირება წამყვან როლს ასრულებს ონკოგენების უმეტესობის, ასევე ზოგიერთი ვირუსის ჩახშობაში.

ეპიგენეტიკის მრავალი სახე

ეპიგენეტიკური პროცესები ხორციელდება რამდენიმე დონეზე. მეთილირება მოქმედებს ცალკეული ნუკლეოტიდების დონეზე. შემდეგი დონე არის ჰისტონების მოდიფიკაცია, ცილები, რომლებიც ჩართულია დნმ -ის ძაფების შეფუთვაში. დნმ -ის ტრანსკრიფციისა და რეპლიკაციის პროცესები ასევე დამოკიდებულია ამ შეფუთვაზე. ცალკე მეცნიერული ფილიალი - რნმ ეპიგენეტიკა - სწავლობს რნმ -თან დაკავშირებულ ეპიგენეტიკურ პროცესებს, მათ შორის მესინჯერ რნმ -ს მეთილირებას.

გენები არ არის წინადადება

ყველაზე გასაოცარი და ნეგატიური მაგალითია, ალბათ, ბისფენოლ-A, რომელიც მრავალი წელია გამოიყენება როგორც გამაძლიერებელი პლასტიკური პროდუქტების წარმოებაში. ის გვხვდება პლასტმასის კონტეინერების ზოგიერთ სახეობაში - წყლისა და სასმელის ბოთლებში, საკვების კონტეინერებში.

4910 0

ბოლო წლებში სამედიცინო მეცნიერებამ სულ უფრო და უფრო გადააქცია ყურადღება გენეტიკური კოდის შესწავლაზე იმ იდუმალი მექანიზმების გამოყენებით, რომლითაც დნმ აცნობიერებს თავის პოტენციალს: ის ათავსებს და ურთიერთქმედებს ჩვენს უჯრედებში შემავალ ცილებთან.

ეგრეთ წოდებული ეპიგენეტიკური ფაქტორები არის მემკვიდრეობითი, შექცევადი და თამაშობენ კოლოსალურ როლს მთელი თაობების ჯანმრთელობის შენარჩუნებაში.

უჯრედში ეპიგენეტურმა ცვლილებებმა შეიძლება გამოიწვიოს კიბო, ნევროლოგიური და ფსიქიკური დაავადებები და აუტოიმუნური დარღვევები - გასაკვირი არ არის, რომ ეპიგენეტიკამ მიიპყრო ექიმებისა და მკვლევარების ყურადღება სხვადასხვა სფეროდან.

საკმარისი არ არის, რომ ნუკლეოტიდების სწორი თანმიმდევრობა დაშიფრულია თქვენს გენებში. თითოეული გენის გამოხატვა წარმოუდგენლად რთული პროცესია, რომელიც მოითხოვს ერთდროულად რამდენიმე მონაწილე მოლეკულის მოქმედებების სრულყოფილ კოორდინაციას.

ეპიგენეტიკა ქმნის დამატებით პრობლემებს მედიცინისა და მეცნიერებისათვის, რომელთა გაგება ჩვენ მხოლოდ ვიწყებთ.

ჩვენი სხეულის ყველა უჯრედი (რამდენიმე გამონაკლისის გარდა) შეიცავს ერთსა და იმავე დნმ -ს, რომელიც შემოწირულია ჩვენი მშობლების მიერ. ამასთან, დნმ -ის ყველა ნაწილი არ შეიძლება იყოს ერთდროულად აქტიური. ზოგიერთი გენი მუშაობს ღვიძლის უჯრედებში, ზოგი კანის უჯრედებში და ზოგიც ნერვულ უჯრედებში - სწორედ ამიტომ ჩვენი უჯრედები საოცრად განსხვავდება ერთმანეთისაგან და აქვს საკუთარი სპეციალიზაცია.

ეპიგენეტიკური მექანიზმები უზრუნველყოფენ, რომ მხოლოდ ამ ტიპის თანდაყოლილი კოდი იმუშავებს გარკვეული ტიპის უჯრედში.

მთელი ცხოვრების განმავლობაში, გარკვეულ გენებს შეუძლიათ "დაიძინონ" ან მოულოდნელად გააქტიურდნენ. ამ ბუნდოვან ცვლილებებზე გავლენას ახდენს მილიარდობით ცხოვრებისეული მოვლენა - ახალ უბანში გადასვლა, მეუღლესთან განქორწინება, სპორტული დარბაზში წასვლა, გათიშვა ან დანგრეული სენდვიჩი. ცხოვრების თითქმის ყველა მოვლენა, დიდი და პატარა, შეიძლება გავლენა იქონიოს ჩვენში გარკვეული გენების აქტივობაზე.

ეპიგენეტიკის განსაზღვრა

წლების განმავლობაში, სიტყვები "ეპიგენეზი" და "ეპიგენეტიკა" გამოიყენება ბიოლოგიის სხვადასხვა დარგში და სულ ცოტა ხნის წინ მეცნიერებმა მიაღწიეს კონსენსუსს მათი საბოლოო მნიშვნელობის შესახებ. მხოლოდ 2008 წელს, ცივ სპრინგ ჰარბორში გამართულ შეხვედრაზე, დაბნეულობა ერთხელ და სამუდამოდ დასრულდა - შემოთავაზებულია ეპიგენეტიკისა და ეპიგენეტიკური ცვლილების ოფიციალური განმარტება.

ეპიგენეტიკური ცვლილებები გენეტიკური გამოხატვისა და უჯრედის ფენოტიპის მემკვიდრეობითი ცვლილებებია, რომლებიც გავლენას არ ახდენს თავად დნმ -ის თანმიმდევრობაზე. ფენოტიპი გაგებულია, როგორც უჯრედის (ორგანიზმის) მახასიათებლების მთელი ნაკრები - ჩვენს შემთხვევაში, ეს არის ძვლის ქსოვილის სტრუქტურა და ბიოქიმიური პროცესები, ინტელექტი და ქცევა, კანის ტონი და თვალის ფერი და ა.

რასაკვირველია, ორგანიზმის ფენოტიპი დამოკიდებულია მის გენეტიკურ კოდზე. მაგრამ რაც უფრო მეტი მეცნიერი ჩაერთო ეპიგენეტიკის საკითხებში, მით უფრო აშკარა გახდა, რომ ორგანიზმის ზოგიერთი მახასიათებელი მემკვიდრეობით გადაეცემა თაობებს გენეტიკური კოდის (მუტაციების) ცვლილების გარეშე.

ბევრისთვის ეს გამოცხადება იყო: ორგანიზმს შეუძლია გენების შეცვლის გარეშე შეიცვალოს და ეს ახალი თვისებები გადასცეს შთამომავლებს.

ბოლო წლების ეპიგენეტიკურმა კვლევებმა დაამტკიცა, რომ გარემო ფაქტორებმა - მწეველებში ცხოვრება, მუდმივი სტრესი, არაჯანსაღი დიეტა - შეიძლება გამოიწვიოს სერიოზული დარღვევები გენების ფუნქციონირებაში (მაგრამ არა მათ სტრუქტურაში) და რომ ეს დარღვევები ადვილად გადაეცემა მომავალ თაობებს. კარგი ამბავი ის არის, რომ ისინი შექცევადია და ზოგიერთ N თაობაში მათ შეუძლიათ უკვალოდ დაშლა.

ეპიგენეტიკის ძალის უკეთ გასაგებად, წარმოიდგინეთ ჩვენი ცხოვრება გრძელი ფილმის სახით.

ჩვენი უჯრედები არიან მსახიობები და მსახიობები და ჩვენი დნმ არის წინასწარ დამუშავებული სცენარი, რომელშიც თითოეული სიტყვა (გენი) აძლევს მსახიობებს სწორ ბრძანებებს. ამ სურათზე რეჟისორია ეპიგენეტიკა. სცენარი შეიძლება იყოს იგივე, მაგრამ რეჟისორს აქვს ძალა წაშალოს დიალოგის გარკვეული სცენები და ნაწილი. ასე რომ, ცხოვრებაში, ეპიგენეტიკა წყვეტს რას და როგორ იტყვის ჩვენი უზარმაზარი სხეულის თითოეული უჯრედი.

ეპიგენეტიკა და ჯანმრთელობა

მეთილირება, ცვლილებები ჰისტონის პროტეინებში ან ნუკლეოსომებში ("დნმ შეფუთვები") შეიძლება იყოს მემკვიდრეობით და გამოიწვიოს დაავადება.

ეპიგენეტიკის ყველაზე შესწავლილი ასპექტია მეთილირება. ეს არის მეთილის (CH3-) ჯგუფების დნმ-ზე მიმაგრების პროცესი.

მეთილირება ჩვეულებრივ გავლენას ახდენს გენის ტრანსკრიფციაზე - დნმ -ის კოპირება რნმ -ში, ან დნმ -ის რეპლიკაციის პირველი ნაბიჯი.

1969 წელს ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა პირველად, რომ დნმ მეთილირებას შეუძლია შეცვალოს ინდივიდის გრძელვადიანი მეხსიერება. მას შემდეგ მეთილირების როლი მრავალი დაავადების განვითარებაში უფრო გასაგები გახდა.

იმუნური სისტემის დაავადებები

ბოლო წლების განმავლობაში შეგროვებული მტკიცებულებები ვარაუდობენ, რომ კომპლექსური იმუნური პროცესების ეპიგენეტიკური კონტროლის დაკარგვამ შეიძლება გამოიწვიოს აუტოიმუნური დაავადებები. ამრიგად, T ლიმფოციტებში პათოლოგიური მეთილირება შეინიშნება ლუპუსით დაავადებულ ადამიანებში, ანთებითი დაავადებით, რომლის დროსაც იმუნური სისტემა უტევს მასპინძლის ორგანოებსა და ქსოვილებს.

სხვა მეცნიერები თვლიან, რომ დნმ მეთილირება არის რევმატოიდული ართრიტის ნამდვილი მიზეზი.

ნეიროფსიქიატრიული დაავადებები

Ზოგიერთი ფსიქიკური დაავადება, აუტიზმის სპექტრის დარღვევები და ნეიროდეგენერაციული დაავადებები დაკავშირებულია ეპიგენეტიკურ კომპონენტთან. კერძოდ, დნმ მეთილტრანსფერაზებით (DNMT) - ფერმენტების ჯგუფი, რომლებიც მეთილის ჯგუფს გადასცემენ დნმ ნუკლეოტიდის ნარჩენებს.

დნმ მეთილირების როლი ალცჰეიმერის დაავადების განვითარებაში უკვე პრაქტიკულად დადასტურებულია. დიდი კვლევის შედეგად დადგინდა, რომ კლინიკური სიმპტომების არარსებობის შემთხვევაშიც კი, ალცჰეიმერის დაავადებისკენ მიდრეკილ პაციენტებში ნერვული უჯრედების გენები სხვაგვარად მეთილირდება ვიდრე ჩვეულებრივ ტვინში.

აუტიზმის განვითარებაში მეთილირების როლის თეორია დიდი ხანია შემოთავაზებულია. მრავალრიცხოვანი აუტოფსია, რომელიც იკვლევს ავადმყოფი ადამიანების ტვინს, ადასტურებს, რომ მათ უჯრედებში არ არის საკმარისი MECP2 (მეთილ-CpG დამაკავშირებელი ცილა 2) ცილა. ეს არის უაღრესად მნიშვნელოვანი ნივთიერება, რომელიც აკავშირებს და ააქტიურებს მეთილირებულ გენებს. MECP2 არარსებობის შემთხვევაში, ტვინის ფუნქცია დარღვეულია.

ონკოლოგიური დაავადებები

საყოველთაოდ ცნობილია, რომ კიბო გენებზეა დამოკიდებული. თუ 80 -იან წლებამდე ითვლებოდა, რომ ეს მხოლოდ გენეტიკური მუტაციების საკითხია, ახლა მეცნიერებმა იციან ეპიგენეტიკური ფაქტორების როლის შესახებ კიბოს წარმოქმნაში, პროგრესირებაში და მკურნალობისადმი მისი წინააღმდეგობის გაწევაშიც კი.

1983 წელს კიბო გახდა ადამიანის პირველი დაავადება, რომელიც ასოცირდება ეპიგენეტიკასთან. შემდეგ მეცნიერებმა აღმოაჩინეს, რომ მსხვილი ნაწლავის კიბოს უჯრედები გაცილებით ნაკლებად მეთილირებული არიან ვიდრე ნორმალური ნაწლავის უჯრედები. მეთილის ჯგუფების ნაკლებობა იწვევს არასტაბილურობას ქრომოსომაში და იწვევს ონკოგენეზს. მეორეს მხრივ, დნმ -ში მეთილის ჯგუფების ჭარბი რაოდენობა "კნინდება" კიბოს ჩახშობაზე პასუხისმგებელი ზოგიერთი გენი.

ვინაიდან ეპიგენეტიკური ცვლილებები შექცევადია, შემდგომმა კვლევებმა გზა გაუხსნა კიბოს ინოვაციურ თერაპიებს.

2009 წელს ოქსფორდის ჟურნალში Carcinogenesis, მეცნიერები წერდნენ: "ის ფაქტი, რომ ეპიგენეტიკური ცვლილებები, გენეტიკური მუტაციებისგან განსხვავებით, პოტენციურად შექცევადია და შეიძლება ნორმალურად აღდგეს, ეპიგენეტიკური თერაპიის პერსპექტიულ ვარიანტად აქცევს".

ეპიგენეტიკა ჯერ კიდევ ახალგაზრდა მეცნიერებაა, მაგრამ უჯრედებზე ეპიგენეტიკური ცვლილებების მრავალმხრივი გავლენის წყალობით, მისი წარმატებები დღეს უკვე გასაოცარია. სამწუხაროა, რომ არა უადრეს 30-40 წლისა ჩვენი შთამომავლები შეძლებენ სრულად გააცნობიერონ რამდენად მნიშვნელოვანია ეს კაცობრიობის ჯანმრთელობისთვის.

: ფარმაცევტის მაგისტრი და პროფესიონალი სამედიცინო მთარგმნელი