«Это просто генетика». Сколько раз вы слышали, чтобы кто-то использовал это утверждение в качестве объяснения черт и поведения, которые они считают выходящими из-под их контроля? Если вы, как и я, сталкиваетесь с абсурдным направленным вызовом, возможно, вы обвиняли свою неспособность прочитать карту структуры своей ДНК . Или, может быть, вы указываете на постоянное пристрастие вашего отца к сладкому как на научное доказательство того, что ваше пристрастие к сахару явно закреплено в ваших генах. Эти глупые примеры не имеют большого значения в большой схеме, но они действительно заставляют задуматься: наша ДНК решает нашу судьбу или играет что-то еще, когда дело доходит до того, как наши гены выражают себя?
Войдите в эпигенетику
Если вы догадались, что ваша генетическая судьба основана не только на вашей ДНК, вы это сделали. Но прежде чем мы сможем понять, как и почему это происходит, мы должны начать с некоторых основных определений. Во-первых, что, черт возьми, такое ДНК ? Эти три маленькие буквы обозначают дезоксирибонуклеиновую кислоту, главную молекулу каждой клетки. ДНК содержит важную информацию, которая передается каждому последующему поколению, и даже малейшее изменение ее последовательности (или порядка) может иметь серьезные последствия.
Есть четыре основных типа базы , которые составляют ДНК: аденин, цитозин, гуанин и тимин, (A, C, G и T), и люди имеют около 3000000000 баз, всего - верить или нет, более 99 процентов из них являются одинаковы у всех людей . Внутри этих миллиардов основ находится около 20 000 генов , иначе называемых единицами наследственности. Некоторые гены предоставляют инструкции по созданию молекул, называемых белками, которые выполняют жизненные функции, а другие - нет. Однако в целом гены считаются биологическими игроками, которые влияют на регулирование и поддержание всего, что происходит в вашем теле, например, на построение костей, движение мышц и биение вашего сердца.
Все это создает впечатление, что ваше тело постоянно готово к действию с момента вашего рождения. Но это не так. Один важный элемент, о котором мы не говорили, - это то, как окружающая среда или внешние факторы влияют на то, как клетки читают ваши гены.
«Эпигенетика на самом деле не меняет последовательность ДНК - она остается неизменной», - говорит Синтия М. Булик, доктор философии, FAED, заслуженный профессор расстройств пищевого поведения факультета психиатрии медицинского факультета Северного университета. «Каролина из Чапел-Хилл», - сообщает по электронной почте. «Но это относится к изменениям, которые влияют на то, как гены читаются и выражаются они или нет».
Какие изменения? Все виды, по словам Булика. «Например, одним из типов эпигенетических изменений является метилирование ДНК», - говорит она. «Это когда метильная группа добавляется к части молекулы ДНК, которая препятствует ее« считыванию »и, следовательно, экспрессии. Из этого гена не будет производиться белок, потому что он фактически заглушен».
Что вызывает эпигенетику?
«Эпигенетические изменения могут быть вызваны факторами окружающей среды, которым мы подвергаемся - курением, тем, что мы едим, травмами, другими воздействиями окружающей среды», - объясняет Булик. «Самое замечательное в этом то, что даже несмотря на то, что последовательность ДНК не меняется, эти« эпигенетические модификации »все еще могут передаваться из поколения в поколение. Таким образом, они передаются по наследству. Мы передаем не только нашу ДНК, но и эти инструкции о том, как наша Считывается ДНК ".
Булик, который также является директором-основателем Центра передового опыта UNC по расстройствам пищевого поведения и содиректором Центра психиатрической геномики UNC, имеет любимую иллюстрацию эпигенетики в действии. «Я думаю, что один из моих любимых примеров - определение пола у черепах», - говорит она. «Мы знаем, что температура определяет, станет ли черепаха мужчиной или женщиной (сексуальная судьба), но исследователи показали,что процесс, лежащий в основе того, как это работает, на самом деле эпигенетичен. Температура влияет на ген, который контролирует «эпигенетическое» состояние другого гена, который является основным геном, определяющим пол. В отличие от людей, у которых половые различия лежат в наших X- и Y-хромосомах, у черепах генетические различия не определяют пол - вместо этого, сигналы окружающей среды (в данном случае температура) влияют на эпигенетические механизмы, которые включают или выключают определяющие пол гены ».
Настоящее и будущее эпигенетики
В новостях много говорилось об эпигенетике и ее потенциале влияния на будущее здоровья, поскольку все , что мы едим , где живем, с кем взаимодействуем, когда спим, как мы тренируемся и т. Д., Может вызвать химические модификации, которые со временем включают или выключают гены. Область эпигенетики быстро растет, поскольку исследователи изучают, как внешние факторы могут влиять на такие вещи, как риск развития определенных хронических заболеваний и поведенческих расстройств, и как стратегии профилактики и лечения могут быть адаптированы для решения этих проблем. Но, по словам Булика, есть некоторые заблуждения относительно его возможного обещания.
«Кажется, люди думают, что эпигенетика будет ответом на все вопросы», - говорит она. «Если мы не получим немедленного ответа от генетики, они сразу же перейдут к эпигенетике вместо того, чтобы проявить терпение и понять, что иногда нам нужны действительно большие размеры выборки для выявления генов, которые влияют на риск заболевания. Эпигенетические исследования сложны, поскольку условия должны быть будьте очень постоянны в исследованиях, чтобы быть уверенным, что у вас есть репликация. Это дополнительные технологии, и обе могут использоваться для ответа на важные вопросы о причинах болезней ».
Что касается нынешней и будущей работы Булика в области расстройств пищевого поведения - на условия в значительной степени влияют как генетические, так и экологические факторы.- решающую роль будет играть эпигенетика. «Мы изучаем однояйцевых (монозиготных) близнецов, которые не согласуются с нервной анорексией (один болен, а другой нет)», - говорит Булик. «Поскольку однояйцевые близнецы в основном имеют идентичную последовательность ДНК, это не последовательность ДНК, которая заставила одного из близнецов заболеть, а другого не заболеть. Итак, что могло вызвать это различие? Одно из факторов - факторы окружающей среды: один близнец пошла в гимнастику, и у нее был тренер, который заставлял их соблюдать диету, а тело стыдило их, если они набирали вес, что заставляло ее сесть на строгую диету, в то время как другая близняшка играла на скрипке в оркестре, и никто никогда не комментировал ее стороны или форму тела. Но другая возможность заключается в том, что между близнецами есть эпигенетические изменения, которые могут повлиять на риск заболевания.Поэтому мы будем изучать различия между близнецами, чтобы увидеть, могут ли различия в экспрессии генов быть связаны с тем, почему один из них заболел, а другой остался здоровым ».
Теперь это бананы
Да, вы разделяете около 99 процентов своей ДНК с другими людьми, но вы также разделяете около 85 процентов с мышами, 40 процентов с плодовыми мушками и 41 процент с бананами.
