Дієта може змінити генну активність потомства - WELT
Як харчові звички бабусі формують наші гени
Матерям давали особливо жирну їжу, коли вони були вагітними. Дочки та онучки харчувались нормально. Незважаючи на це, вони частіше хворіли на рак, ніж у дочок матерів, які нормально харчувалися під час вагітності. Навіть онучки хворіли частіше, бо дієта їхніх бабусь була занадто жирною.
Це виявилося в експерименті, який дослідник раку Соня де Ассіс провела в США. Звичайно, не людям. Але на щурах в лабораторії. Дослідниця з Університету Джорджтауна вивчила ситуацію з ризиком раку молочної залози дочок щурів, якщо вона відгодувала матерів.
Вона виявила, що вона зросла більш ніж наполовину. Онучки також мали підвищений ризик. Відгодований Омарат, очевидно, успадкував підвищений ризик раку.
Вплив навколишнього середовища може залишати свій відбиток на геномі протягом поколінь. Це одне з останніх і захоплюючих відкриттів у генетичних дослідженнях.
Конкретні наслідки епігенетики можна побачити насамперед у дослідженнях раку. Але ефекти також продемонстровані для діабету та деменцій, таких як хвороба Альцгеймера.
Гормональні препарати діють через покоління
Можливо, незабаром лікарі вже не просто запитатимуть, як прогодуватися, коли хочуть оцінити, наскільки високий, наприклад, ризик хворого на рак. Але також як батьки годували себе, бабусь і дідусів - і прадідів.
І вони можуть також запитати, чи були наші предки особливо стресовими чи травмованими. Емоційний стрес, очевидно, також може залишити сліди в генах.
Дослідниця Соня де Ассіс також випробувала на своїх щурах препарати естрогену, такі як ті, що використовуються для лікування ускладнень вагітності. Якщо вагітним самкам на останньому тижні вагітності вводили додаткові естрогени, навіть їхні правнуки реагували більш ніж на 50 відсотків більш сприйнятливо до ракових речовин. Причиною цього стала змінена регуляція генів.
Самі гени не змінюються, лише їх активність. Ви можете сприймати це як перемикач: певні частини генетичної інформації приглушуються, інші активуються.
Щоб замовкнути гени, метильні групи приєднуються до окремих фрагментів генетичної інформації. На даний момент зчитування генетичної інформації заблоковано.
Нові шляхи раннього виявлення раку
У геномі дочок, онучок і правнуків щурів, які були надмірно забезпечені естрогеном, дослідник виявив додаткові метильні групи в 214 місцях, тоді як у 161 інших, як правило, не було генних блоків.
Епігенетичні зміни в клітинах можуть служити ранніми показниками деяких пухлинних захворювань. Вчені з Інституту молекулярної генетики імені Макса Планка в Берліні обстежили мишей, які мали пухлини кишечника на ранній стадії.
Дослідники виявили закономірності приблизно 13 000 епігенетичних змін у цих ракових клітинах. Вони також виявили великі частини цих зразків у раковій тканині людини.
"Ці перші епігенетичні зміни можуть послужити маркерами та значно полегшити раннє виявлення кишкових пухлин у майбутньому", - сподівається керівник дослідження Маркус Моркель. Для цього діагнозу пацієнтам потрібно буде лише надати зразок крові.
Також вже існує перший епігенетичний препарат. Застосовується при хіміотерапії деяких видів раку крові. Активний інгредієнт азацитидин втручається в регуляцію клітин, блокуючи додавання метильних груп до ДНК. Так він пригнічує ріст ракових клітин.
Не тільки харчові звички змінюють геном потомства
Занадто жирна їжа або препарати естрогену, а також алкоголь під час вагітності перемикають перемикачі в геномі. А гени, які вмикаються або вимикаються, можуть збільшити ризик розвитку раку у нащадків.
Але речовини, які можуть впливати на вагітних із навколишнього середовища, такі як токсин ДДТ із навколишнього середовища або пестицид метоксихлор, також мають епігенетичний вплив на генетичний склад. Таким чином, вони також можуть захворіти дітей людей, які контактували з цими речовинами.
Той факт, що діти та онуки все ще можуть відчувати, як годували їх матері та бабусі, - ось з яким зв'язком вперше зіткнулася Тесса Роузбум, лікар з Амстердама, вивчаючи записи про народження університетської клініки з 1944 року.
Сліди в генах "голодних дітей"
До кінця Другої світової війни продовольство в Голландії впало. Вагітні жінки народили недоїдаючих дітей, які були дуже маленькими. У своєму дослідженні, опублікованому в 2001 році, дослідниця змогла знайти близько 900 цих "голодних дітей", які тим часом самі стали батьками.
Це показало, що жінки, які в той час народилися з низькою вагою, також народили особливо маленьких дітей, хоча їсти було досить довго. Ці діти також частіше хворіли на такі дієтичні захворювання, як цукровий діабет.
"Голод, ймовірно, змінив деякі гени", - говорить Тесса Роузбум. Таким чином, живі істоти мають можливість більш гнучко реагувати на умови навколишнього середовища.
У худі часи організм, який знаходиться на задньому плані, пропонує більше шансів на виживання. Потім, коли настали часи достатку, перевага перетворилася на недолік.
Організм нащадків не міг впоратися з рясною їжею. Так дослідник пояснює вищий рівень діабету серед поколінь онуків.
Що може викликати стрес у дитинстві
Не тільки голод у часи війни все ще міг вплинути на наступні покоління, але й емоційне напруження. Дослідники з Університету Макгілла в Монреалі, Канада, вивчали гени людей, які піддавались фізичному насильству в дитинстві, а згодом покінчили життя самогубством.
Дослідники порівняли їх з генами людей, які загинули в аваріях, але, схоже, мали безтурботне дитинство. У померлих, які в дитинстві зазнали величезного стресу жорстокого поводження, була змінена активність гена, що змінює всмоктування гормону кортизолу в мозку.
Кортизол вивільняється більшою мірою під час стресу. Клітини людини, мабуть, вже не могли зв’язувати гормон, що виділяється у великих кількостях протягом тривалого періоду часу.
Дослідники підозрюють, що постраждалі могли впасти в емоційний хаос, з якого вони вже не могли знайти виходу. "Ми лише починаємо здогадуватися, як наші гени взаємодіють із впливом навколишнього середовища", - каже керівник дослідження Майкл Міні.
Експерименти з тваринами також показали ознаки того, що стрес або страх можуть спричинити генетичні зміни, які можуть бути передані наступному поколінню.
Повернення змін у генах
Зрозуміло одне: епігенетичні зміни завжди впливають лише на генетичну інформацію, яка вже доступна. Вони лише вирішують, чи активна певна частина геному в живій істоті чи ні.
І, здається, ці зміни можна навіть змінити. Дослідники з Інституту біології розвитку Макса Планка в Тюбінгені довели це непомітним бур’яном. Епігенетичні зміни відбуваються і у рослин.
На прикладі самозаплідненого талового кресу, трави з білими квітками, дослідники дослідили, як часто і в яких областях генетичного матеріалу відбуваються епігенетичні модифікації. Для цього вони вирощували тисячі рослин протягом 30 поколінь, завжди в однакових умовах життя.
У генах відбулися численні зміни, які передавалися наступним поколінням. Однак у довгостроковій перспективі значна частина цього була скасована.
Якщо доньки та онучки знову їдять здорово, це може не допомогти їм самим. Але це потенційно може врятувати їхнє потомство від раку та інших хвороб.