Эпигенетик: ДНХ өөрчлөгдөөгүй мутаци. Эпигеном: эсийн доторх параллель бодит байдал Эпигенетик эмгэг нь шалтгаан болдог

), өөр өөр төрлийн эсүүдэд генийн илэрхийлэл өөр өөр байдаг тул ялгаатай эсүүдээс бүрдсэн олон эсийн организм үүсч болно. Эпигенетик нь өөрчлөлтөд дасан зохицох хариу урвал болох геномын бус удамшлын боломжийг олгодог тул олон судлаачид эргэлзсээр байгааг тэмдэглэх нь зүйтэй. гадаад орчин, энэ нь одоогийн давамгайлж буй геноцентрик парадигмтай зөрчилдөж байна.

Жишээ

Эукариотуудын эпигенетик өөрчлөлтүүдийн нэг жишээ бол эсийн ялгарах үйл явц юм. Морфогенезийн явцад тотипотент үүдэл эсүүд нь үр хөврөлийн янз бүрийн плюрипотент эсийн удам угсааг бүрдүүлдэг бөгөөд энэ нь эргээд бүрэн ялгаатай эсүүдийг үүсгэдэг. Өөрөөр хэлбэл, нэг бордсон өндөг - зигот нь ялгардаг Төрөл бүрийн төрөлэсүүд, үүнд: мэдрэлийн эсүүд, булчингийн эсүүд, хучуур эдүүд, судасны эндотели гэх мэт олон хуваагдлаар дамжин. Энэ нь зарим генийг идэвхжүүлж, үүнтэй зэрэгцэн заримыг нь дарангуйлж, эпигенетик механизмыг ашиглан хүрдэг.

Хоёрдахь жишээг үлийн цагаан оготногоор үзүүлж болно. Намрын улиралд, хүйтэн цаг агаар эхлэхээс өмнө тэд хаврынхаас илүү урт, өтгөн үстэй төрдөг боловч "хавар" ба "намрын" хулгануудын доторх хөгжил нь бараг ижил нөхцөлд (температур, өдрийн урт, чийгшил гэх мэт) тохиолддог. . Судалгаанаас харахад үсний уртыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг эпигенетик өөрчлөлтийг өдөөж буй дохио нь цусан дахь мелатонины концентрацийн градиентийн өөрчлөлт (хавар буурч, намрын улиралд нэмэгддэг) юм. Тиймээс эпигенетик дасан зохицох өөрчлөлт (үсний урт нэмэгдэх) нь хүйтэн цаг агаар эхлэхээс өмнө үүсдэг бөгөөд энэ нь дасан зохицох нь организмд ашигтай байдаг.

Этимологи ба тодорхойлолт

"Эпигенетик" гэсэн нэр томъёог (мөн "эпигенетик ландшафт") 1942 онд Конрад Ваддингтон генетик ба эпигенез гэсэн үгийн үүсмэл хэлбэрээр санал болгосон. Ваддингтон энэ нэр томъёог бий болгохдоо генийн физик шинж чанарыг бүрэн мэддэггүй байсан тул генүүд хүрээлэн буй орчинтойгоо хэрхэн харьцаж, фенотип үүсгэх тухай ойлголтын загвар болгон ашигласан.

Робин Халлидэй эпигенетикийг "организмын хөгжлийн явцад генийн үйл ажиллагааг цаг хугацааны болон орон зайн хянах механизмын судалгаа" гэж тодорхойлсон. Тиймээс "эпигенетик" гэсэн нэр томъёог ДНХ-ийн дарааллаас бусад организмын хөгжилд нөлөөлдөг аливаа дотоод хүчин зүйлийг тодорхойлоход ашиглаж болно.

Шинжлэх ухааны ярианы орчин үеийн хэрэглээ нь илүү нарийссан байдаг. Грекийн эпи- угтвар уг үг нь удамшлын хүчин зүйлээс "илүү" эсвэл "нэмэлт" үйлчилдэг хүчин зүйлсийг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь удамшлын молекулын хүчин зүйлээс гадна эсвэл нэмэлтээр эпигенетик хүчин зүйл нөлөөлдөг гэсэн үг юм.

"Генетик" гэдэг үгтэй ижил төстэй байдал нь энэ нэр томъёог ашиглахад олон зүйрлэлийг бий болгосон. "Эпигеном" нь "геном" гэсэн нэр томъёотой ижил төстэй бөгөөд эсийн эпигенетикийн ерөнхий төлөвийг тодорхойлдог. "Генетик код" зүйрлэлийг мөн өөрчилсөн бөгөөд " эпигенетик код"гэж янз бүрийн фенотип үүсгэдэг эпигенетик шинж чанаруудын багцыг тодорхойлоход ашигладаг өөр өөр эсүүд. "Эпимутаци" гэсэн нэр томъёог өргөн хэрэглэдэг бөгөөд энэ нь хэд хэдэн эсийн үүслээр дамждаг хэсэгчилсэн хүчин зүйлээс үүдэлтэй хэвийн эпигеномын өөрчлөлтийг хэлдэг.

Эпигенетикийн молекулын үндэс

Эпигенетикийн молекулын үндэс нь нэлээд төвөгтэй боловч ДНХ-ийн бүтцэд нөлөөлдөггүй боловч зарим генийн үйл ажиллагааг өөрчилдөг. Энэ нь яагаад олон эст организмын ялгаатай эсүүд зөвхөн тодорхой үйл ажиллагаанд шаардлагатай генийг илэрхийлдэг болохыг тайлбарладаг. Эпигенетик өөрчлөлтүүдийн нэг онцлог шинж чанар нь эсийн хуваагдлаар үргэлжилдэг. Ихэнх эпигенетик өөрчлөлтүүд зөвхөн нэг организмын амьдралын туршид тохиолддог гэдгийг мэддэг. Үүний зэрэгцээ, хэрэв эр бэлгийн эс эсвэл өндөгний ДНХ-ийн өөрчлөлт гарсан бол зарим эпигенетик илрэлүүд нэг үеэс нөгөөд дамждаг. Энэ нь организм дахь эпигенетик өөрчлөлт нь түүний ДНХ-ийн үндсэн бүтцийг үнэхээр өөрчилж чадах уу гэсэн асуултыг төрүүлдэг. (Хувьсалтыг үзнэ үү).

Эпигенетикийн хүрээнд парамутаци, генетикийн хавчуурга, геномын дардас, X хромосомын идэвхгүй байдал, байрлалын нөлөө, эхийн нөлөө, түүнчлэн генийн илэрхийлэлийг зохицуулах бусад механизмуудыг өргөнөөр судалдаг.

Эпигенетикийн судалгаанд хроматин дархлал тогтоох (ChIP-on-chip ба ChIP-Seq-ийн янз бүрийн өөрчлөлтүүд), in situ эрлийзжүүлэх, метилжилтэд мэдрэмтгий хязгаарлах ферментүүд, ДНХ-ийн аденин метилтрансферазыг тодорхойлох (DamID) болон бисулалтыг тодорхойлох зэрэг өргөн хүрээний молекул биологийн аргуудыг ашигладаг. Үүнээс гадна биоинформатикийн аргуудыг (компьютерийн эпигенетик) ашиглах нь улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэж байна.

Механизмууд

ДНХ-ийн метилизаци ба хроматины дахин загварчлал

Эпигенетик хүчин зүйлүүд нь тодорхой генийн экспрессийн үйл ажиллагаанд хэд хэдэн түвшинд нөлөөлж, эс эсвэл организмын фенотипийг өөрчлөхөд хүргэдэг. Энэ нөлөөллийн механизмуудын нэг нь хроматиныг өөрчлөх явдал юм. Хроматин нь гистоны уураг бүхий ДНХ-ийн нэгдэл юм: ДНХ нь бөмбөрцөг бүтэцтэй (нуклеосомууд) төлөөлдөг гистоны уураг дээр шархаддаг бөгөөд үүний үр дүнд цөмд нягтардаг. Генийн илэрхийлэлийн эрч хүч нь геномын идэвхтэй илэрхийлэгдсэн хэсгүүдийн гистонуудын нягтралаас хамаарна. Хроматины дахин загварчлал нь нуклеосомын "нягтрал" ба гистонуудын ДНХ-тэй ойр дотно байдлыг идэвхтэй өөрчлөх үйл явц юм. Үүнийг доор тайлбарласан хоёр аргаар хийдэг.

ДНХ метилизаци

Өнөөдрийг хүртэл хамгийн сайн судлагдсан эпигенетик механизм бол цитозины ДНХ суурийн метилизаци юм. Удамшлын илэрхийлэл, түүний дотор хөгшрөлтийн үед метилжилтийн үүрэг ролийг судлах эрчимтэй судалгаа нь өнгөрсөн зууны 70-аад онд Б.Ф.Ванюшин, Г.Д.Бердышев нарын анхдагч бүтээлээр эхэлсэн. ДНХ-ийн метилизацийн процесс нь цитозины цагирагийн С5 байрлал дахь CpG динуклеотидын нэг хэсэг болох цитозинд метилийн бүлгийг нэмэх явдал юм. ДНХ метилжилт нь гол төлөв эукариотуудын онцлог шинж юм. Хүний хувьд геномын ДНХ-ийн 1 орчим хувь нь метилжсэн байдаг. ДНХ метилтрансфераза 1, 3a, 3b (DNMT1, DNMT3a ба DNMT3b) гэж нэрлэгддэг гурван фермент нь ДНХ метилизацийн процессыг хариуцдаг. DNMT3a ба DNMT3b нь хөгжлийн эхний үе шатанд ДНХ метилжилтийн хэв маягийг бүрдүүлдэг де ново метилтрансферазууд бөгөөд DNMT1 нь организмын амьдралын сүүлийн үе шатанд ДНХ метилжилтийг гүйцэтгэдэг гэж үздэг. Метилизацийн үүрэг нь генийг идэвхжүүлэх/идэвхгүй болгох явдал юм. Ихэнх тохиолдолд метилизаци нь генийн идэвхжилийг дарангуйлахад хүргэдэг, ялангуяа түүний дэмжигч хэсгүүд нь метилжих үед, харин деметиляци нь түүнийг идэвхжүүлэхэд хүргэдэг. ДНХ-ийн метилизацийн зэрэгт бага зэрэг өөрчлөлт орсон ч генетикийн илэрхийлэлийн түвшинг эрс өөрчилдөг болохыг харуулсан.

Гистоны өөрчлөлтүүд

Гистон дахь амин хүчлүүдийн өөрчлөлт нь уургийн молекулын бүх хэсэгт тохиолддог боловч N-сүүлийн өөрчлөлтүүд илүү олон удаа тохиолддог. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь: фосфоржилт, хаа сайгүй болох, ацетилизаци, метилизаци, сумилжилт. Ацетилжилт нь хамгийн их судлагдсан гистоны өөрчлөлт юм. Тиймээс H3 сүүлний гистоны лизинүүдийг ацетилтрансфераза K14 ба K9-ийн ацетилизаци нь хромосомын энэ бүсэд транскрипцийн идэвхжилтэй холбоотой байдаг. Энэ нь лизин ацетиляци нь эерэг цэнэгийг саармаг болгон өөрчилдөг тул ДНХ-ийн сөрөг цэнэгтэй фосфатын бүлгүүдтэй холбогдох боломжгүй болдог. Үүний үр дүнд гистонууд ДНХ-ээс салдаг бөгөөд энэ нь SWI/SNF цогцолборын "нүцгэн" ДНХ болон транскрипцийг өдөөдөг бусад транскрипцийн хүчин зүйлүүд дээр буухад хүргэдэг. Энэ бол эпигенетик зохицуулалтын "cis" загвар юм.

Гистонууд өөрчлөгдсөн төлөвөө хадгалах чадвартай бөгөөд репликацийн дараа ДНХ-тэй холбогддог шинэ гистонуудыг өөрчлөх загвар болж ажилладаг.

Эпигенетик тэмдгүүдийн нөхөн үржихүйн механизм нь гистоны өөрчлөлтөөс илүү ДНХ-ийн метилжилтийг илүү сайн судалсан. Тиймээс DNMT1 фермент нь 5-метилцитозинтэй өндөр холбоотой байдаг. DNMT1 нь "гемиметилжсэн сайт" (зөвхөн нэг ДНХ-ийн хэлхээн дэх цитозин метилжсэн газар) олдвол хоёр дахь хэлхээн дэх цитозиныг тухайн газарт метилчилдэг.

Прионууд

МикроРНХ

IN Сүүлийн үедГенетикийн үйл ажиллагааг зохицуулах үйл явцад жижиг хөндлөнгийн РНХ (si-РНХ) гүйцэтгэх үүргийг судлахад ихээхэн анхаарал хандуулсан. Хөндлөнгийн РНХ нь полисомын үйл ажиллагаа болон хроматин бүтцийг загварчлах замаар мРНХ-ийн тогтвортой байдал, орчуулгыг өөрчлөх боломжтой.

Утга

Эпигенетик удамшил соматик эсүүдолон эст организмын хөгжилд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Бүх эсийн геном нь бараг ижил байдаг бөгөөд үүний зэрэгцээ олон эсийн организм нь хүрээлэн буй орчны дохиог өөр өөр байдлаар хүлээн авч, өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг өөр өөр ялгаатай эсүүдийг агуулдаг. Энэ нь "эсийн санах ой" -ыг бүрдүүлдэг эпигенетик хүчин зүйлүүд юм.

Эм

Хүний эрүүл мэндэд генетикийн болон эпигенетикийн үзэгдэл хоёулаа ихээхэн нөлөөлдөг. Генийн метиляци алдагдах, мөн геномын дардастай генийн гемизгот байдлаас болж үүсдэг хэд хэдэн өвчин байдаг. Олон организмын хувьд гистоны ацетилизаци/деацетиляцийн үйл ажиллагаа ба амьдралын үргэлжлэх хугацаа хоёрын хоорондын холбоо нь батлагдсан. Магадгүй эдгээр үйл явц нь хүний ​​дундаж наслалтад нөлөөлж магадгүй юм.

Хувьсал

Хэдийгээр эпигенетикийг үндсэндээ эсийн санах ойн хүрээнд авч үздэг ч удамшлын өөрчлөлт нь үр удамд дамждаг трансгенератив эпигенетик нөлөөллүүд бас байдаг. Мутациас ялгаатай нь эпигенетик өөрчлөлтүүд буцах боломжтой бөгөөд зорилтот (дасан зохицох) боломжтой байдаг. Тэдний ихэнх нь хэдэн үеийн дараа алга болдог тул зөвхөн түр зуурын дасан зохицох боломжтой. Тодорхой генийн мутацийн давтамжид эпигенетик нөлөөлөх боломжийн талаар мөн идэвхтэй хэлэлцэж байна. Цитозин деаминазын уургийн APOBEC/AID гэр бүл нь ижил төстэй молекул механизмыг ашиглан генетикийн болон эпигенетик удамшлын аль алинд нь оролцдог болох нь батлагдсан. Олон организмд трансгенератив эпигенетик үзэгдлийн 100 гаруй тохиолдол илэрсэн.

Хүний эпигенетик нөлөө

Геномын дардас ба холбогдох өвчин

Хүний зарим өвчин нь геномын дардастай холбоотой байдаг бөгөөд энэ нь ижил генүүд нь аль хүйсийн эцэг эхээс ирсэнээс хамаарч өөр өөр метилизацитай байдаг. Хамгийн мэдэгдэж байгаа тохиолдлуудИмпринтингтэй холбоотой өвчин бол Анжелман синдром ба Прадер-Вилли хам шинж юм. Аль аль нь 15q мужид хэсэгчилсэн устгалаас үүдэлтэй. Энэ нь энэ хэсэгт геномын дардас байгаатай холбоотой юм.

Трансгенератив эпигенетик нөлөө

Маркус Пембри болон хамтран зохиогчид 19-р зуунд Шведэд өлсгөлөнд нэрвэгдсэн эрчүүдийн ач, зээ нар (гэхдээ ач охин нь биш) өлсгөлөнгөөр ​​өвчлөх магадлал багатай болохыг тогтоожээ. зүрх судасны өвчин, гэхдээ чихрийн шижин өвчинд илүү өртөмтгий байдаг бөгөөд энэ нь эпигенетик удамшлын жишээ гэж зохиогч үзэж байна.

Хорт хавдар, хөгжлийн эмгэг

Олон бодисууд нь эпигенетик хорт хавдар үүсгэгчийн шинж чанартай байдаг: тэдгээр нь мутаген нөлөө үзүүлэхгүйгээр хавдрын өвчлөл нэмэгдэхэд хүргэдэг (жишээлбэл: диэтилстилбестрол арсенит, гексахлорбензол, никелийн нэгдлүүд). Олон тооны тератогенууд, ялангуяа диэтилстилбестрол нь эпигенетик түвшинд урагт онцгой нөлөө үзүүлдэг.

Гистоны ацетилизаци, ДНХ метилжилтийн өөрчлөлтүүд нь янз бүрийн генийн үйл ажиллагааг өөрчлөх замаар түрүү булчирхайн хорт хавдар үүсэхэд хүргэдэг. Түрүү булчирхайн хорт хавдрын генийн идэвхжилд хооллолт, амьдралын хэв маяг нөлөөлдөг.

2008 онд Үндэсний хүрээлэнИрэх 5 жилийн хугацаанд эпигенетикийг судлахад 190 сая доллар зарцуулна гэж АНУ-ын Эрүүл мэнд мэдэгдэв. Санхүүжилтийг эхлүүлсэн зарим судлаачдын үзэж байгаагаар эпигенетик нь хүний ​​өвчнийг эмчлэхэд генетикээс илүү чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Эпигеном ба хөгшрөлт

Сүүлийн жилүүдэд эпигенетик процессууд тоглодог тухай олон тооны нотлох баримтууд хуримтлагдсан чухал үүрэгамьдралын дараагийн үе шатанд. Ялангуяа хөгшрөлтийн үед метилжилтийн хэв маягийн өргөн өөрчлөлтүүд тохиолддог. Эдгээр үйл явц нь генетикийн хяналтанд байдаг гэж үздэг. Ихэвчлэн хамгийн их тоометилжүүлсэн цитозины суурь нь үр хөврөл эсвэл шинэ төрсөн амьтнаас тусгаарлагдсан ДНХ-д ажиглагддаг бөгөөд энэ хэмжээ нь нас ахих тусам аажмаар буурдаг. Хулгана, шишүүхэй, хүний ​​өсгөвөрлөсөн лимфоцитуудаас ДНХ-ийн метиляцийн түвшин ижил төстэй буурсан байна. Энэ нь системчилсэн боловч эд, генийн өвөрмөц шинж чанартай байж болно. Жишээлбэл, Tra et al. (Tra et al., 2002) шинэ төрсөн нярай болон дунд болон ахимаг насны хүмүүсийн захын цуснаас тусгаарлагдсан Т-лимфоцитуудын 2000 гаруй локусыг харьцуулж үзэхэд эдгээрийн 23 нь гиперметиляци, 6 нь нас ахих тусам гипометиляцид ордог болохыг тогтоожээ. Нойр булчирхай, уушиг, улаан хоолой зэрэг бусад эдэд метиляцийн хэв маягийн ижил төстэй өөрчлөлтүүд илэрсэн. Hutchinson-Gilford progyria өвчтэй өвчтөнүүдэд эпигенетикийн ноцтой гажуудал илэрсэн.

Нас ахих тусам деметиляци нь ДНХ-ийн метилизациар дарангуйлагддаг хөдөлгөөнт генетик элементүүдийг (MGEs) идэвхжүүлснээр хромосомын өөрчлөлтөд хүргэдэг гэж үздэг (Barbot et al., 2002; Bennett-Baker, 2003). Настай холбоотой метиляцийн түвшин тогтмол буурч байгаа нь зарим талаараа олон шалтгаантай байж болно нарийн төвөгтэй өвчин, үүнийг сонгодог генетикийн үзэл бодлыг ашиглан тайлбарлах боломжгүй. Деметиляцитай зэрэгцэн онтогенезид тохиолддог бөгөөд эпигенетик зохицуулалтын үйл явцад нөлөөлдөг өөр нэг үйл явц бол хроматин конденсаци (гетерохроматизаци) бөгөөд энэ нь нас ахих тусам генетикийн идэвхжил буурахад хүргэдэг. Хэд хэдэн судалгаагаар наснаас хамааралтай эпигенетик өөрчлөлтүүд үр хөврөлийн эсүүдэд бас нотлогдсон; Эдгээр өөрчлөлтийн чиглэл нь генийн өвөрмөц шинж чанартай байдаг.

Уран зохиол

• Несса Кэри. Эпигенетик: Орчин үеийн биологи бидний генетик, өвчин, удамшлын талаарх ойлголтыг хэрхэн шинэчлэн бичиж байна. - Ростов-на-Дону: Финикс, 2012. - ISBN 978-5-222-18837-8.

Тэмдэглэл

1. Шинэ судалгаагаар РНХ-ийн нийтлэг өөрчлөлтийг таргалалттай холбодог
2. http://woman.health-ua.com/article/475.html Настай холбоотой өвчний эпигенетик эпидемиологи
4. Holliday, R., 1990. Хөгжлийн явцад генийн үйл ажиллагааг хянах механизмууд. Биол. Илч. Камбр. Филос. Соц. 65, 431-471
5. Эпигенетик. Bio-Medicine.org. 2011 оны 05-р сарын 21-нд авсан.
6. В.Л. Чандлер (2007). "Парамутаци: эрдэнэ шишээс хулгана хүртэл". Нүд 128(4):641–645. doi:10.1016/j.cell.2007.02.007. PMID 17320501.
7. Ян Сапп, Генийн цаана. 1987 Оксфордын их сургуулийн хэвлэл. Ян Сапп, "Байгууллагын тухай ойлголт: цилиат эгэл биетний хөшүүрэг". С.Гилберт хэвлэлд, Хөгжлийн биологи: цогц синтез, (Нью-Йорк: Plenum Press, 1991), 229-258. Ян Сапп, Эхлэл: Биологийн хувьсал Оксфордын их сургуулийн хэвлэл, 2003 он.
8. ояама, Сюзан; Пол Э.Гриффитс, Рассел Д.Грэй (2001). MIT хэвлэл. ISBN 0-26-265063-0.
9. Вердел нар, 2004
10. Мацке, Бирчлер, 2005 он
11. О.Ж. Рандо болон К.Ж. Verstrepen (2007). "Генетик ба эпигенетик удамшлын цагийн хуваарь". Нүд 128(4):655–668. doi:10.1016/j.cell.2007.01.023. PMID 17320504.
12. Жаблонка, Ева; Гал Раз (2009 оны 6-р сар). "Үе дамжсан эпигенетик удамшил: Удамшил, хувьслыг судлах тархалт, механизм ба үр дагавар." Биологийн улирлын тойм 84 (2): 131-176. doi: 10.1086/598822. PMID 19606595.
13. J.H.M. Нолл, Р.Д. Николлс, Р.Э. Магенис, Ж.М. Бага Graham, M. Lalande, S.A. Латт (1989). "Ангелман, Прадер-Вилли хам шинжүүд нь хромосомын устгалын нийтлэг шинж чанартай байдаг ч устгалын эх үүслийн хувьд ялгаатай байдаг." Америкийн анагаах ухааны генетикийн сэтгүүл 32(2): 285-290. doi: 10.1002/ajmg.1320320235.

Яагаад зарим тамхичид зуу гаруй жил амьдардаг бол эрүүл амьдралын хэв маягийг удирддаг хүмүүс хүндээр өвчилдөг вэ? Эдгээр асуултын хариуг эпигенетик буюу ДНХ-ийн бүтцэд нөлөөлдөггүй генийн үйл ажиллагааны өөрчлөлтийг судалдаг шинжлэх ухаан авч болно. T&P нь хамгийн ирээдүйтэй шинжлэх ухааны салбаруудын нэг болох Германы мэдрэл судлаач Питер Споркийн номын тоймыг нийтэлжээ.

Эпигенетикийн үүсэл

Питер Спорк харьцангуй залуу шинжлэх ухааны тухай бичдэг. Системийн биологийн үндэс суурийг тавьсан Английн биологич Конрад Ваддингтон 1942 онд энэ нэр томъёог "генетик" ба Аристотелийн "эпигенез" буюу үр хөврөлийн дараалсан хөгжлийн тухай сургаал хоёрын хооронд холбосон гэж санал болгосноор "эпигенетик" нэр гарч ирэв. Аристотелийн тахианы өндөгийг хугалах сонгодог туршилтын талаар бид мэднэ - түүний тусламжтайгаар гүн ухаантан зүрх нь үр хөврөлд хамгийн түрүүнд үүсдэг бөгөөд дотоод хэсгүүд нь гаднах хэсгүүд үүсэхээс өмнө үүсдэг болохыг тогтоожээ. 1940-өөд онд эрдэмтэд геномын физик шинж чанарыг ойлгоогүй хэвээр байх үед Уоддингтон эпигенетик ландшафтын тухай санал болгосноор хувьсгал хийсэн юм.

Эх үүсвэрээс аманд урсдаг гол мөрөн байдаг газарзүйн ландшафттай зүйрлэвэл организмын хөгжлийг голын урсгалаар төсөөлж болно. энэ тохиолдолджирэмслэлт болж, ам нь боловсорч гүйцнэ. Гэсэн хэдий ч голын ёроол урсдаг рельефийн талаар мартаж болохгүй: энэ зүйрлэл нь организмын хөгжилд нөлөөлдөг гадаад нөхцөл байдлыг илэрхийлж болно. Цасан нуранги, чулуулгийн нуралт, газар хөдлөлт ч голын урсацыг өөрчилдөг. Шинэ нөхцөлд дасан зохицоход организм мутацид ордог бөгөөд энэ нь биологийн хувьслын хамгийн чухал хэсэг болох хувьсах чадварын үндэс болдог.

"Эсүүд зөвхөн геномоо удамшлын замаар дамжуулдаг нь шинжлэх ухааны бодит байдалтай нийцэхгүй"

Питер Спорк

Нейрофизиологич

60-70-аад онд генийг идэвхтэй судалж эхэлсэн. Одоо бид олон генүүд эсийн бүтэц, хэрхэн ажилладаг тухай мэдээллийг агуулдаг бөгөөд хүний ​​амьдралын туршид идэвхтэй байдаг гэдгийг бид бүгд мэднэ. Гэсэн хэдий ч эрдэмтэд олон генүүд тогтмол бус ажилладаг бөгөөд тэдгээрийн идэвхжих горим нь дараахь зүйлээс хамаардаг. гадаад хүчин зүйлүүд. ДНХ-ийн бүтцэд нөлөөлдөггүй генийн үйл ажиллагааны өөрчлөлтийг судалдаг шинжлэх ухаан нь эпигенетикийн яг эдгээр механизмуудыг харуулдаг. Тиймээс хүний ​​биеийн бүх үйл ажиллагаа ДНХ-ийн гинжин хэлхээний дарааллаар тодорхойлогддог гэсэн санааг эпигенетик няцаав. Өөрөөр хэлбэл, эпигенетик нь бидний хүрээлэн буй орчин бидний генийг асааж, унтраахад хэрхэн нөлөөлж болохыг тайлбарлаж чадна. Эхлээд Нобелийн шагналЭпигенетикийн салбарын нээлтүүдийн төлөө 2006 онд л шагнагдсан - эдгээр нь АНУ-ын эрдэмтэд байв.

Хоёр дахь код

Sporck хүний ​​генийг компьютерийн техник хангамжтай харьцуулдаг. Үнэтэй видео карт, хүчирхэг процессортой байх нь сайн хэрэг. Гэхдээ програм хангамжийн талаар юу хэлэх вэ? Үүнгүйгээр хамгийн энгийн үйлдлийг хийх боломжтой юу - текст бичнэ үү, зураг харна уу? Эпигенетикчид бидний биеийн програм хангамжтай ажилладаг. Ойрын ирээдүйд эрдэмтэд бид амьдралын хэв маягаа өөрчилснөөр генээ удирдаж, өөрсдийн болон үр удмынхаа амьдралыг хэрхэн уртасгаж сурах талаар судлахаар төлөвлөж байна.

Генетик ба түүний алдартай салбар болох эвгеник нь зөвхөн генетикийн материал нь организмын хөгжилд нөлөөлдөг гэж үздэг. Дьюкийн их сургуулийн биологич Рэнди Жертл (АНУ, Дархэм) үүнийг тодорхой туршилтаар няцаасан: тэрээр генетикийн хувьд ижил лабораторийн хулгануудад жирэмсэн үед өөр өөр хоол өгчээ. Эхээс хүнсний нэмэлт бүтээгдэхүүн идсэн хулганаас төрсөн хулганууд эрүүл, бор өнгөтэй байсан бол ийм хоолгүй болсон хулгана шар өнгөтэй, өвчтэй төрсөн байна. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь амьтдын дараагийн амьдралд бүхэлд нь нөлөөлнө: муу хооллолт нь дээлний өнгө, өвчинд тэсвэртэй байдлыг тодорхойлдог зарим генийг идэвхгүй болгосон. Хооллох үед үр хөврөлийн генүүд аль хэдийн үүссэн бөгөөд нөлөөлөөгүй тул өөр зүйл нөлөөлсөн. Эпигенетик нь яг эдгээр нөлөөллийн механизмуудыг авч үздэг - эсийн геномын дээгүүр байрлах эпигеномуудыг судалдаг "супер генетик" юм.

"Эпигеномын ачаар эсүүд санах ойтой байдаг"

Ренато Паро

ETH Zurich-ийн профессор

Үнэн бол зөвхөн дөрвөн өөр бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдэх геном, нэг төрлийн “утас диаграмм” л бидний хөгжлийг тодорхойлсон бол бид бүгд адилхан байх байсан. "Шимпанзе хүртэл биднээс арай өөр байх байсан" гэж Спорк бичжээ. Энэ нь эпигеном буюу "хоёр дахь код"-ын ачаар бидний бие ижил геномтой боловч үс, элэг, тархи гэсэн янз бүрийн төрлийн эсийг бий болгож чаддаг. Тиймээс эпигеном нь геномыг хэрхэн хянах заавар юм. Энэ нь тодорхой генийг идэвхжүүлэх, идэвхгүйжүүлэх үүрэгтэй бөгөөд эсийн хөгшрөлтийн хурдыг программчилдаг. Хэрэв эс бүр бүх генээ нэгэн зэрэг уншиж, боломжит бүх уураг нийлэгжүүлбэл бие нь ажиллах боломжгүй болох нь ойлгомжтой. Сургуульд байхдаа эсүүд зөвхөн геномоо дамжуулдаг гэж заасан зүйл нь шинжлэх ухааны бодит байдалтай нийцэхээ больсон. Үнэндээ эсүүд мөн эпигеномыг өвлөн авдаг.

"Эпигенетик шилжүүлэгч нь эс нь зарчмын хувьд ямар генийг ашиглаж, аль нь болохгүйг тодорхойлдог. Ийм байдлаар эпигеном нь амьдралын текстийг зохион байгуулах дүрмийг бий болгодог."

Питер Спорк

Нейрофизиологич

Эпигенетикийн геронтологид үзүүлэх нөлөө асар их. Хэдийгээр өөрчлөгдөөгүй геном байдаг ч хүний ​​хувь заяа гол төлөв өөрийнх нь гарт байдгийг эрдэмтэд одоо мэддэг болсон. "Амьдралын хэв маягаа өөрчил, тэгвэл та биохимийн өөрчлөлтүүдийн гинжин хэлхээг эхлүүлэх болно, энэ нь танд болон магадгүй таны бүх үр удамд дэлхий дээрх амьдралынхаа туршид туслах болно" гэж Спорк зөвлөж байна. Хэдийгээр энэ мэдэгдэл нь дэлхийн бүх шашнуудын амлаж буйтай төстэй боловч биологийн хатуу үндэслэлтэй байдаг.

2003 онд Хүний геномын төсөл хэрэгжиж дууссанаас хойш эрдэмтэд шинэ сорилтуудтай тулгарч байна. Эм зүйчид шинэ генийн эмийг аль хэдийн найдаж байсан боловч тодорхой генийн үйл ажиллагааны доголдол нь урьдчилан оношлох боломжтой өвчин үүсэхэд хүргэдэггүй нь тогтоогджээ. Бүх зүйл эхнээсээ харж байснаас хамаагүй илүү төвөгтэй болж хувирав. Эрдэмтэд геном нь тогтвортой текст биш гэдгийг олж мэдсэн. Генүүдийн тоо жишээлбэл, 16 дахин нэмэгдэж, генүүд нь өөрөө өөрчлөгдөж, хуваагдаж, дахин бэхлэгдэх боломжтой: ийм генийг транспозон гэж нэрлэдэг.

Эрдэмтэд нэг төрлийн генийн сугалаанд бооцоо тавьсан - судалгааны төгсгөлд хүн хэдэн гентэй болохыг таах ёстой байв. Тооцоолол өөр өөр байсан - генийн тоо 27-оос 160 мянга хүртэл өссөн байна. 2003 онд хүний ​​геномыг дараалалд оруулсны дараа амебын генийн код нь хүнийхээс хоёр зуу дахин урт болох нь тогтоогдсон бөгөөд сүүлийнх нь ердөө 22 мянга орчим ген юм. Организмын нарийн төвөгтэй байдал яагаад тэдний ДНХ-д тусгагдаагүй байна вэ? Эсвэл илүү нарийн төвөгтэй организмууд илүү нягт ДНХ-тэй байдаг болов уу? Харин ДНХ нь хүний ​​ДНХ-ээс хоёр зуу дахин богино мөөгөнцрийг яах вэ?

Эпигенетик нь хүн амеба эсвэл хогийн ургамлаас хэрхэн цөөн гентэй байж болох вэ гэсэн асуултад хариулав: дээд организмууд нэг "төлөв" -өөс олон уургийн хувилбаруудыг нэгтгэж чаддаг. Өөрөөр хэлбэл, бүх зүйл нь генийн зохицуулалтанд байдаг - энэ нь зөвхөн нарийн төвөгтэй организмд илэрдэг бөгөөд илүү төвөгтэй байх тусам түүний амьдралын үйл ажиллагаа илүү олон янз байдаг. Тиймээс, цөөн тооны гентэй хэдий ч хүмүүс эпигеномынхоо ачаар бусад организмаас хамаагүй илүү төвөгтэй байдаг. Эпигенетикчдийн ижил диссертаци нь бас нэг түгээмэл асуултанд хариулдаг: хэрэв бидний геномын давхцал 98.7% байвал бид шимпанзегээс яагаад бага ялгаатай вэ? Хэдийгээр ялгаа байгаа ч гэсэн генетикийн материалхамгийн бага, эпигенетик ялгаа асар их.

“Хүрээлэн буй орчин бидний эпигеномын өөрчлөлтөд нөлөөлсний дараа биологийн болон нийгмийн үйл явцын хоорондын ялгаа бараг арилдаг. Энэ нь бидний амьдралыг үзэх үзлийг эрс өөрчилдөг."

Монреалийн МакГилл их сургуулийн тэргүүлэх мэргэжилтэн

Хэдэн арван жилийн өмнө хувьслын биологичдын асууж болох өөр нэг асуулт бол хүн гадаад орчинд хэрхэн дасан зохицдог вэ? урт хугацааны? Өмнө нь шинжлэх ухаан зөвхөн хоёр туйлын талаар мэддэг байсан - олон мянган жилийн турш үргэлжилдэг хувьсал, дааврын өөрчлөлтүүд нь маш хурдан ажилладаг. Гэсэн хэдий ч тэдгээрийн хооронд чухал дунд механизм байсан - эпигенетик шилжүүлэгч. Эдгээр нь тухайн цаг үетэй дүйцэхүйц хугацаанд бидний хүрээлэн буй орчинд дасан зохицох чадварыг бүрдүүлдэг хүний ​​амьдрал. Тэдний хийсэн өөрчлөлт нь урт хугацааны үр нөлөөг үзүүлэх нь ялангуяа чухал юм - шинэ дохио нь эс рүү орохгүй байсан ч гэсэн. Энэ нь эхийн хооллолт эсвэл бага насны хүүхдийн туршлага яагаад бидний үлдсэн амьдралд нөлөөлж болохыг илүү тодорхой болгодог. Гэхдээ эпигеномыг туйлын хөдөлгөөнгүй систем гэж бодож болохгүй. Хүн өөрийн биеийн шинж чанарыг сайн, муу талаас нь өөрчлөх чадвартай байдаг.

Эпигеном хэрхэн ажилладаг вэ?
эрвээхэй, шоргоолж, зөгий

Эпигенетик систем нь зөвхөн хүний ​​давуу эрх биш гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Питер Спорк хүүхэд байхдаа шонхор эрвээхэйний өөрчлөлтийг хэрхэн харж байснаа дүрсэлсэн байдаг. Анхан шатны катерпиллар нь эпигенетикийн өөрчлөлтөөр өөрийгөө үзэсгэлэнтэй эрвээхэй болгож чадсан. Өвлийн улиралд олон тэрбум катерпилляр эсүүд өөрчлөгдсөн - түүний метил ба ацетил бүлгүүд өөрчлөгдөж, РНХ өөрчлөгдөн, гистонуудын хэлбэр өөрчлөгдсөн - эдгээр бүх өөрчлөлтүүд нь генетикийн бус харин эпигенетиктэй холбоотой байв. Шохойн эрвээхэйний эс бүрийн ДНХ-д эрвээхэй ба эрвээхэйний генетикийн кодууд байдаг. Гэхдээ эдгээр хоёр хэлхээний хооронд шилжих нь эпигенетик кодоос бүрэн хамаардаг.

"Геном ба уураг нь нэг том номын сангийн үүрэг гүйцэтгэдэг: ДНХ нь текстийг агуулдаг ба эпигенетик бүтэц нь мэдээллийн санч, каталог, индекс болж, мэдээллийг удирдаж, зохион байгуулдаг."

Питер Спорк

Нейрофизиологич

Эпигеномын ач холбогдлын өөр нэг жишээ бол зөгийн бал зөгий бөгөөд анхандаа ижил авгалдай болж хөгждөг. Өндөгнөөсөө гарч ирэх энэ мөчид байгаль дэлхий тэдний хэн нь хатан зөгий, аль нь ажилчин зөгий болохыг хараахан шийдээгүй байна. Тэд бүгдээрээ хатан зөгий болох боломжтой. Ангаахайнаас хойш гурав хоногийн дараа сувилагч зөгий авгалдайг хааны вазелинаар тэжээхэд хувь хүмүүс ялгадаг. Энэ нь хоол тэжээлээс шууд хамаардаг - зарим авгалдай аажмаар ердийн цэцгийн болон нектараас бүрдсэн хоолонд шилждэг. Харин бусад нь зулзаганах хүртлээ эпигеномд нөлөөлдөг витамин, фолийн хүчил агуулсан "хааны вазелин"-аар хооллодог. 2008 онд Австралийн хэсэг судлаачид сүүгүй хатан зөгий бий болгож чадсан - тэд зөвхөн эпигенетик шилжүүлэгчийг удирдаж байсан.

Шоргоолжны хувьд гадаад орчны нөлөө, эпигеном нь бас чухал юм. Тэдний хамгийн том нь цэргүүд юм - мөөг тариалдаг цэцэрлэгчдээс гурван зуу дахин том. Ийм ялгаатай байсан ч эдгээр шоргоолжнууд бүгд нэг зүйл бөгөөд үүнээс гадна "эх эгч дүүс" юм. Эрдэмтэд шоргоолжны авгалдай хөгжиж буй газрын температур, чийгшил нь түүний ирээдүйн "каст" -ыг тодорхойлох шийдвэрлэх хүчин зүйл гэж үзэх хандлагатай байна. Шоргоолжны хүлээн авах эпигеном, гадаад орчноос дохио уншиж, янз бүрийн генийг идэвхжүүлж, шоргоолж нь боломжит аргуудын аль нэгээр хөгждөг.

Эпигенетик нь таныг урт наслахад хэрхэн туслах вэ?

Гэсэн хэдий ч эпигенетикийн нээлтүүд хүний ​​дундаж наслалтад хэрхэн нөлөөлөх вэ гэдэг нь бүх хүн төрөлхтний хамгийн тулгамдсан асуулт юм. “Тогтмол дасгал хийдэг, тамхи татдаггүй, амьдралынхаа туршид эрүүл хооллолтыг баримталдаг хүмүүс яагаад хорт хавдраар нас бардаг вэ? Яагаад зарим нь далан настайдаа Альцгеймерийн өвчнөөр өвчилж байхад зарим нь зуун жилийн ойгоо эрүүл ухаантай, саруул санах ойтой тэмдэглэдэг вэ? гэж Питер Спорк асуув. Эпигенетикийн судалгаагаар маш ховор өөрчлөгдсөн, "буруу" ген өвчнийг хариуцдаг болохыг харуулсан нь чухал юм. Таргалалт, чихрийн шижин, зүрхний шигдээс зэрэг өвчний генийн үүрэг маш хэтрүүлсэн байдаг - эмгэг үүсэхийн тулд олон хүчин зүйл нэгдэх ёстой. Өвчин нь зөвхөн удамшил муутайгаас гадна хүрээлэн буй орчны нөлөөллөөс үүдэлтэй байдаг тул бидний амьдралын туршид идэж буй зүйл нь эпигенетик системийг өөрчилж чаддаг. Түүнээс гадна эпигенетик шилжүүлэгч нь аль хэдийн мутацид орсон генийг саармагжуулж чаддаг. Ийм "эмчилгээ" -ийн тусламжтайгаар бидний эпигеном (хэрэв энэ нь сайн ажилладаг бол) жишээлбэл, хорт хавдар эсвэл зүрхний дутагдлын эрсдлийг бууруулдаг. Гэсэн хэдий ч эпигеном нь шаардлагатай генийг унтрааснаар хор хөнөөл учруулж болзошгүй юм.

Эрүүл амьдралын хэв маягийг удирдаж буй хүмүүс яагаад хүнд өвчтэй болох вэ гэсэн асуултын хариулт нь эпигенетик шилжүүлгийн онцлог шинж чанарт оршдог: тэдний ихэнх нь эхийн хэвлийд эсвэл амьдралын эхний жилүүдэд аль хэдийн ажилладаг. Эпигенетик системийн хамгийн анхны шийдвэр нь тухайн хүнд амьдралынхаа туршид нөлөөлж чаддаг эрт үе шатэпигеном нь эпигенетик ландшафтын "ор" -ыг тавьж, түүний цаашдын хөгжлийн замыг тодорхойлдог.

“Эпигенетик ландшафтын хөндийнүүд цаг хугацааны явцад улам гүнзгийрч байна. Энэ нь хөгшрөлтийн үед бидний эрүүл мэндэд заримдаа амьдралынхаа одоогийн хоол хүнс гэхээсээ илүү жирэмсэн үед ээжийн хооллолт ихээхэн нөлөөлдөг гэсэн үг юм. Төрөхөөс хэдэн сарын өмнө болон төрсний дараа тархинд орж ирдэг дохионы бодисуудын холимог нь бидний зан чанарыг дараагийн олон жилийн хүмүүжлээс илүү хүчтэйгээр тодорхойлдог."

Питер Спорк

Нейрофизиологич

Эрдэмтэд эпигеномын гол зорилго нь хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх хариу урвалыг чанарын хувьд "хөлдөх" бөгөөд ингэснээр бие махбодоос гаргасан шийдвэр аль болох удаан хадгалагдах болно. Үүний нэг жишээ бол хөлс булчирхайн хөгжил юм - бүх хүмүүст ижил тооны байдаг, гэхдээ хүн бүр өөр өөр хөлрдөг. Учир нь амьдралын эхний гурван жилд хөлс булчирхай идэвхгүй байдаг бөгөөд тэдгээрийн хэд нь идэвхжсэн нь орчны температураас хамаардаг. Жишээлбэл, Африкт төрсөн хүмүүс хаана амьдарч байгаагаас үл хамааран амьдралынхаа туршид Германд төрсөн хүмүүсээс илүү их хөлрөх болно. Гэвч халуун дулаан улиралд ч гэсэн эцэг эхчүүд хүүхдээ боогоод байгалиас заяасан механизм нь эвдэрч, хүүхдүүд нь насан туршдаа хөлстэй хэвээр үлддэг.

Эпигенетик програмчлал нь бага насанд ийм байдлаар тохиолддог боловч маш бага насандаа эерэг алхам хийхгүй бол хүнийг сүйрнэ гэж бодож болохгүй. Дархлаа муутай хүмүүсийн хувьд "програм хангамж"-аа дахин програмчлахын тулд маш их хүчин чармайлт гаргах нь ашигтай байдаг. Жишээлбэл, эмч нар зайлсхийхийн тулд төрөлхийн өвчинНуруу нугасны хүүхдүүд - bifida хам шинж - эмэгтэйчүүд жирэмслэхээс өмнө давсанд нэмдэг фолийн хүчил ууж эхлэхийг зөвлөж байна. АНУ, Канадад гуриланд нэмж оруулах хуультай байдаг. Эерэг нөлөө Фолийн хүчилЭнэ нь эпигенетик ферментийн ажлыг өдөөдөг тул эпигенетик системд тусалснаар та өвчинд өртөмтгий байдлаа дарах боломжтой.

Питер Спорк түргэн хоолны газар үдийн хоол идсэний дараа сандрахыг зөвлөдөггүй. эрүүл хоолхэм хэмжээ болох ёстой, гэхдээ заавал шүтлэг болгох албагүй. Хоолны төрөл нь витамины нэмэлтээс хамаагүй дээр: шинэ ногоо, жимс жимсгэнэ нь бидний биеийг хурдан баяжуулах болно. Гэхдээ бид ярих юм бол байгалийн өдөөгчэпигеном, дараа нь бид "эпигенетик цэс"-ийг үүсгэж болно. Үүнд шар буурцаг, турмерик, ногоон цай багтах нь гарцаагүй. Эдгээр хоол хүнс нь эпигеномын ферментийн системийг хамгийн сайн өдөөдөг бөгөөд энэ нь бидний эсэд эерэг өөрчлөлтийг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч бид эпигенетик системд, ялангуяа хөгжлийн эхний үе шатанд илт хор хөнөөл учруулдаг хорт бодисын талаар мартаж болохгүй. Эдгээр нь мэдээж пестицид, никотин, архи, согтууруулах ундаа юм их хэмжээний тунгааркофеин, түүнчлэн агуулагдах бисфенол-А нэгдэл хуванцар лонхболон лаазны дотоод доторлогоонд. Энэ бодис нь полимерээс хүнсний бүтээгдэхүүн рүү шууд дамждаг.

Урт наслалтын арлууд

Эпигенетикийн эрдэмтэд зуун настнуудын намтрыг харьцуулж, сонирхолтой хэв маягийг олж илрүүлжээ. Жишээлбэл, Францын 122 настай Жанна-Луиз Кальмент 119 настайдаа тамхинаас гарч (зөвхөн тамхиа өөрөө асааж чаддаггүй байсан учраас) боомтоор ууж байсан нь Японы Рюкюгийн оршин суугчидтай ямар нийтлэг зүйл байдаг вэ? Архипелаг хэдэн зуун жил амьдардаг вэ? Эндээс харахад бараг бүх зуун настнууд зөөлөн уур амьсгалтай газар амьдарч, цэвэр агаарт олон цагийг өнгөрөөж, нүүж, эрүүл хоол иддэг байжээ. Өөр нэг хүчин зүйл бол урт элэгний хүмүүс ихэвчлэн бага багаар хооллодог бөгөөд бага зэрэг хоол тэжээлийн дутагдалд орж, ширээг бага зэрэг өлсгөлөн үлдээдэг. Физик болон сэтгэцийн үйл ажиллагааИйм стратеги нь хүнийг урт удаан элэгтэй төдийгүй эрүүл чийрэг болгож чадна: ийм хүмүүс хөгширсөн ч өвддөггүй бөгөөд гол төлөв эрхтнүүдийн элэгдлээс болж үхдэг. Зуун настнуудын дунд эрүүл мэндийн шүтэн бишрэгчид цөөхөн байдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй: тэдний хэн нь ч даяанч амьдралын хэв маягийг баримталдаггүй байсан бөгөөд Калман зэрэг зарим нь тамхи татдаг байсан ч энэ зуршил нь түүний хүч чадлаас болж түүнд хор хөнөөл учруулж чадахгүй байв. эпигенетик систем.

Питер Спорк номоо нэгтгэн дүгнэхдээ Дэлхийн 2-р дайны үеэр Нидерландад өлсгөлөнд нэрвэгдсэн хүмүүсийн дунд явуулсан судалгааг дурсав. Төрсний бүртгэлийн ачаар өлсгөлөнгийн үед төрсөн олон хүүхэд богино наслалттай, намхан биетэй төрсөн гэдгийг бид мэднэ. Гинж үргэлжилсээр: эдгээр хүүхдүүд өсч томрохдоо элбэг дэлбэг нөхцөлд амьдарч байсан ч эргээд маш бага хүүхэд төрүүлэв. Эпигенетик өөрчлөлтийг дутуу үнэлж болохгүй: бидний өөртөө учруулсан бүх хор хөнөөл нь эпигенетик системээр дамждаг хойч үеийнхэнд нөлөөлнө гэдгийг бид санаж байх ёстой, тиймээс бидний хүн нэг бүр асар их үүрэг хариуцлага хүлээдэг.

Гэхдээ хүн яаж амьдрах ёстой вэ? Спорк эрүүл мэндийн шүтэн бишрэгчдэд архи, шарсан төмс, компьютерийн өмнө залхуу оройн цагаар суух нь илүү хортой стресст хүргэж болзошгүй тул амьдралаас нь арилгаж болохгүйг анхааруулж байна. Хамгийн гол нь энэ бүхэн дадал зуршил, амьдралын хэв маяг болохгүй. Эпигенетик бол цагаан хоолтон эсвэл цээрлэх ёс биш; энэ нь зөвхөн амьдралд юу байгааг илтгэнэ эгзэгтэй үеүүдхөгжил, бидний эпигеномууд хүрээлэн буй орчны өдөөлтөд маш мэдрэмтгий хариу үйлдэл үзүүлэх үед. Иймд жирэмсэн эмэгтэйчүүд эрүүл мэнддээ онцгой анхаарал тавьж, өвчтэй хүмүүс бие бялдар, оюун санааны хүч чармайлтаар эрүүл мэндэд нь эерэгээр нөлөөлж, эрүүл хүн өөрийгөө болон хайртай хүмүүсээ анхаарч, ач зээ нарынхаа эрүүл мэндийн талаар бодох хэрэгтэй.

"Бид болон бидний эцэг эх геномоо, тэр байтугай үр удмынхаа геномыг хаашаа чиглүүлэхээ шийдэх л үлдлээ."

Питер Спорк

Сүүлийн хэдэн арван жилийн судалгаагаар эпигенетик мэдээллийн дэвшилтэт өөрчлөлтүүд нь эсийн хуваагдал болон хуваагддаггүй хөгшрөлтийн үйл явцыг дагалддаг болохыг харуулсан.

Хүн шиг энгийн, хүн шиг нарийн төвөгтэй организмд хийсэн функциональ судалгаанууд нь эпигенетик өөрчлөлт нь хөгшрөлтийн үйл явцад ихээхэн нөлөөлдөг болохыг харуулж байна. Эдгээр эпигенетик өөрчлөлтүүд нь үндсэн гистонуудын массын түвшин буурах зэрэг янз бүрийн түвшинд тохиолддог.

Гистонууд нь ДНХ-г шууд холбодог уураг юм

Хүүхдэд төрөл бүрийн доторх эсүүд ижил төстэй байдаг. Амьдралын туршид хааяа epi генетикийн мэдээлэлэкзоген ба зэргээс хамаарч өөр өөр байдаг эндоген хүчин зүйлүүд(гадаад нөхцөл байдал). Хроматины хэвийн бус төлөв байдлын үр дүнд янз бүрийн төрлийн ДНХ-ийн өөрчлөлтүүд, түүний дотор ДНХ мутаци үүсдэг.

Биологийн хөгшрөлтийн урьдал нөхцөл байдал

Биеийн хөгшрөлт нь бүх амьд организмд тохиолддог цогц олон хүчин зүйлтэй биологийн процесс юм. Энэ нь цаг хугацааны явцад физиологийн хэвийн үйл ажиллагаа аажмаар буурч байгаагаар илэрдэг. Биеийн биологийн хөгшрөлт нь хүний ​​эрүүл мэндэд чухал ач холбогдолтой, учир нь нас ахих тусам хорт хавдар, бодисын солилцооны эмгэг, чихрийн шижин, зүрх судасны эмгэг, мэдрэлийн эмгэг зэрэг олон өвчинд өртөмтгий байдал нэмэгддэг. Нөгөөтэйгүүр, эсийн хөгшрөлтийг хуулбарлах доройтол гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь тусгай үйл явц бөгөөд хорт хавдар үүсгэх боломжит өдөөгч нь эргэлт буцалтгүй өсөлтөд ордог эндоген хавдрын эсрэг механизм гэж тооцогддог. Эсийн хөгшрөлт нь хөгшрөлтийн үйл явцтай ижил төстэй зүйл байдаг ч үүнийг бас харуулдаг өвөрмөц онцлог. Хэдийгээр хөгшрөлтийн шалтгааныг сайн ойлгоогүй ч урт наслах арга замыг тодорхойлох хүчин чармайлт гарсаар байна.

Сүүлийн жилүүдэд хөгшрөлтийн эсийн болон молекулын шинж тэмдгийг үр дүнтэй илрүүлсэн олон тооны судалгаанд томоохон ахиц дэвшил гарсан. Эдгээр шинж чанаруудын дотроос эпигенетик өөрчлөлт нь хөгшрөлт, насжилттай холбоотой өвчний үед ажиглагддаг эсийн үйл ажиллагаа муудах хамгийн чухал механизмуудын нэг юм.

Эпигенетик нь генийн өөрчлөлтийн хэв маягийг судалдаг

Тодорхойлолтоор эпигенетик нь үндсэн ДНХ-ийн дараалалд ямар ч өөрчлөлтгүйгээр үүсдэг урвуу удамшлын механизм бөгөөд ДНХ-ийн засвар мөн тохиолддог.

ДНХ-ийн засвар - гэмтлийг засах чадвар

Хэдийгээр геном дахь хромосомууд нь генетикийн мэдээллийг агуулдаг боловч функциональ хэрэглээ, тогтвортой байдлыг хариуцдаг эпигеном нь фенотиптэй генотип юм. ерөнхий шинж чанар. Эдгээр эпигенетик өөрчлөлтүүд нь аяндаа эсвэл гадны болон дотоод нөлөөллөөс үүдэлтэй байж болно. Эпигенетик нь удамшлын хувьд ижил төстэй хоёр хувь хүний, тухайлбал, амьтны ертөнцөд, хатан зөгий, ажилчин зөгий зэрэг ижил генийн бүтэцтэй амьтдын хооронд яагаад ялгаатай байдгийг тайлбарлах дутуу холбоосыг өгч магадгүй юм.

Хүн амын урт наслалтын судалгаагаар ихрүүдийн амьдралын туршид ажиглагдсан дисперсийн 20-30 хувийг генетикийн хүчин зүйл тайлбарлаж болохыг харуулсан; үлдсэн дисперсийн ихэнх нь тэдний амьдралын туршид эпигенетикийн өөрчлөлтөөс үүдэлтэй байдаг. өөр өөр нөлөөбайгаль орчин, түүний дотор хоол тэжээл.

Жишээлбэл, хадгалагдсан эпигенетик мэдээллийн ялгаатай ялгаатай өөрчлөлтүүд нь ижил ДНХ агуулгыг үл харгалзан ажилчин зөгий болон хатан зөгий хоёрын гадаад төрх байдал, нөхөн үржихүйн зан үйл, амьдралын үргэлжлэх хугацаанд гайхалтай ялгаатай байдлыг бий болгодог.

Тиймээс эпигенетик нь хүний ​​​​биед техникийн хувьд эргэлт буцалтгүй байгаа генетикийн өөрчлөлтийг эмчлэх эмчилгээний арга хэмжээг сонгох өргөн боломжийг нээж өгдөг. Үүний дагуу хөгшрөлтийн үед тохиолддог эпигенетик ба эпигенетик өөрчлөлтийг тодорхойлж, ойлгох нь хөгшрөлт, насжилттай холбоотой өвчнийг удаашруулах эмчилгээний шинэ аргыг боловсруулахад чиглэсэн судалгааны томоохон чиглэл юм.

Хөгшрөлтийн үед эпигенетик өөрчлөлтүүд

Бидний эпигеномд кодлогдсон янз бүрийн төрлийн эпигенетик мэдээлэл байдаг бөгөөд үүнд ДНХ-ийн тодорхой дараалалд гистонууд байгаа эсвэл байхгүй байх зэрэг орно.

Эдгээр янз бүрийн төрлийн эпигенетик мэдээлэл нь бидний эпигеномыг бүрдүүлдэг бөгөөд нэг эсийн болон олон эст организмын бүх эс, эд эсийн үйл ажиллагаа, хувь заяаг тодорхойлдог чухал хүчин зүйл юм. Эдгээр янз бүрийн төрлийн эпигенетик мэдээлэл бүр нь хөгшрөлтийн үйл явцтай холбоотой байдаг нь эргэлзээгүй.

Сүүлийн жилүүдэд нэмэгдэж буй нотлох баримтууд нь хөгшрөлтийн үйл явцад гол үүрэг гүйцэтгэдэг эпигенетик мэдээлэл агуулсан хроматин бүтцийг мөн тодорхой харуулж байна. Хроматин бүтцийн үндсэн нэгж нь гистонуудаар ороосон 147 хос ДНХ-ээс бүрддэг цөм юм. Геномын ДНХ-ийг өндөр зохион байгуулалттай хроматин бүтцэд савлах нь ДНХ-д хандах хандалтыг хянах замаар ДНХ-ийн репликаци, транскрипци, рекомбинац, ДНХ-ийн засвар зэрэг цөм дэх геномын бүх процессыг зохицуулдаг.

Хроматин бол хромосомын бодис юм

Хүмүүст хийсэн судалгаанууд болон задралын янз бүрийн загварууд нь хромосомын бүтэц, геномын бүрэн бүтэн байдал, генийн илэрхийлэл хөгшрөхөд аажмаар тохиргоо алдагдаж байгааг харуулж байна. Судалгаанаас харахад эдгээр бүх нөлөөг бүхэлд нь хадгалдаг нэг эст организмуудмөөгөнцөр гэх мэт, хүн шиг цогц олон эст организмд. Эдгээр хадгалагдсан механизмууд нь хөгшрөлтийн үйл явцын талаар илүү тодорхой ойлголт өгөхөд тусалдаг. Эпигенетикийн өөрчлөлтүүд нь эпигенетикийн чиглэлээр дараагийн ахиц дэвшил, боломжит ирээдүйтэй чиглэлүүдийг тодорхойлоход хөгшрөлтийн үйл явцад ихээхэн нөлөөлдөг.

Хөгшрөлтийн үед гистоны бууралт

Репликатив эмгэг нь гол гистоны уургийн тэн хагас нь алдагдах дагалддаг.

Гистонууд нь ДНХ-ийн уураг юм

Гол гистоны уургийн огцом бууралт нь гистоны уургийн нийлэгжилт буурсантай холбоотой юм. Хүний биед задралын явцад шинэ гистонуудын нийлэгжилт багассан нь ДНХ-ийн гэмтлийн хариуд идэвхждэг богиноссон гистонуудын өсөлтийн үр дагавар бөгөөд эсийн хуваагдлын тоог хязгаарлах замаар теломерыг богиносгох механизмыг тайлбарлаж болно. Тиймээс үндсэн гистоны алдагдал нь олон организмд нас ахих тусам ажиглагддаг илүү ерөнхий үзэгдэл байж болно.

Хөгшрөлтийн үйл явц нь эргэлзээгүй төвөгтэй байдаг. Амьдралын биед хөгшрөлтийн эсүүд олон өөрчлөлтийг авч, макромолекулуудын гэмтэл хуримтлагддаг. Хөгшрөлтийн фенотип нь янз бүрийн дохионы өөрчлөлтийн нийлбэрээр илэрдэг.

Урт наслах үйл явцад тодорхой хүчин зүйлийн нөлөөллийг тайлахад удамшлын болон хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтүүд чухал байдаг. Амьдралын уртад нөлөөлдөг олон хүчин зүйл нь эпигеномын өөрчлөлтөөр голчлон нөлөөлдөг нь механикийн хувьд тодорхой болж байна. Бидний хөгшрөлтийн талаарх одоогийн ойлголтод хөгшрөлтийн үйл явцад үзүүлэх эпигенетик нөлөөллийг оруулах нь дамжиггүй.

Эсийн хөгшрөлт

Залуу эрүүл эсүүдавсаархан гистоны бүтэц үүсэх, биологийн үндсэн үйл явцыг зохицуулахад хувь нэмэр оруулдаг эпигенетик төлөв байдлыг хадгалах. Гэсэн хэдий ч хөгшрөлтийн эсүүд бүх талаараа өөрчлөлтийг мэдэрдэг. Эпигенетик механизмын урвуу шинж чанар нь эдгээр фенотипүүдийн заримыг сэргээх эсвэл залуу эсийг бий болгох боломжийг олгодог. Хөгшрөлтийн үед зарим молекулын өөрчлөлтийг хөгшрөлтийн шалтгаан гэж ангилж болох боловч бусад өөрчлөлтүүд нь хөгшрөлтийн үйл явцыг дагалддаг. Гэсэн хэдий ч эвдрэлийн шалтгаан, үр дагаврыг тодорхойлохдоо холбогдох замуудын ихэнх нь харилцан уялдаатай байдаг тул туршилтын үр дүнг сайтар шинжлэх шаардлагатай.

Янз бүрийн насны бүлгүүдэд функциональ шинжилгээ ба молекулын шинжилгээний байнгын хослол өөр өөр организмуудТэгээд янз бүрийн төрөлЭд эсүүд нь насжилтаас үүдэлтэй хүндрэлийг арилгах эмчилгээний арга хэмжээг боловсруулах зорилгоор хувьслын хувьд хадгалагдсан энэхүү үндсэн үйл явцыг ойлгоход шаардлагатай бүх мэдээллийг өгөх болно. Төв үзэл баримтлалэпигенетик эм, тэр ч байтугай эпигенетик тэжээлийг бий болгох зорилгоор гарч ирж байна.

Тиймээс ойрын ирээдүйд энэ салбарт давамгайлах гол асуудал бол эпигенетик нь хөгшрөлтийн үйл явцад хэрхэн нөлөөлдөг талаар шаталсан ойлголтыг олж авах, эпигенетикийн харилцан уялдаатай байдлыг харгалзан хөгшрөлтийн хүний ​​​​эпигеномд үзүүлэх эмчилгээний арга хэмжээний урт хугацааны үр нөлөөг ойлгох явдал юм. механизмууд.
Эдгээр судалгаанаас хэд хэдэн чухал дүгнэлт гарч байна: генетикийн урьдач нөхцөлХөгшрөлт нь 20-30% байдаг бөгөөд бидний амьдралын үлдсэн хэсэг нь хоол тэжээл болон хүрээлэн буй орчны бусад нөлөөллөөс ихээхэн хамаардаг.

Үр дүн нь хөгшрөлтийн үйл явцад оролцдог механизмуудыг илүү сайн ойлгох боломжийг олгодог. Эпигенетик мэдээллийн эргэлт буцалтгүй шинж чанарыг харгалзан үзэхэд хөгшрөлт, насжилттай холбоотой өвчин, түүний дотор хорт хавдар зэрэгт эмчилгээний оролцоо асар их байгааг судалгаа харуулж байна.

4612 0

Сүүлийн жилүүдэд анагаахын шинжлэх ухаанУдамшлын кодыг судлахаас эхлээд ДНХ өөрийн боломжоо хэрэгжүүлэх нууцлаг механизмд анхаарлаа хандуулж байна: энэ нь савлаж, бидний эсийн уурагтай харилцан үйлчилдэг.

Эпигенетик гэж нэрлэгддэг хүчин зүйлүүд нь удамшдаг, эргэх боломжтой бөгөөд бүх үеийнхний эрүүл мэндийг хамгаалахад асар их үүрэг гүйцэтгэдэг.

Эсийн эпигенетик өөрчлөлт нь хорт хавдар, мэдрэлийн болон мэдрэлийн эмгэгийг өдөөж болно сэтгэцийн эмгэг, аутоиммун эмгэгүүд - эпигенетик нь янз бүрийн салбарын эмч, судлаачдын анхаарлыг татаж байгаа нь гайхах зүйл биш юм.

Таны генүүд нуклеотидын зөв дарааллыг кодлох нь хангалтгүй юм. Ген бүрийн илэрхийлэл нь хэд хэдэн оролцогч молекулуудын үйл ажиллагааны төгс зохицуулалтыг шаарддаг гайхалтай нарийн төвөгтэй үйл явц юм.

Эпигенетик нь анагаах ухаан, шинжлэх ухааны хувьд бидний дөнгөж ойлгож эхэлж байгаа нэмэлт сорилтуудыг бий болгодог.

Бидний биеийн эс бүр (цөөхөн үл хамаарах зүйл) эцэг эхийн хандивласан ижил ДНХ-ийг агуулдаг. Гэсэн хэдий ч ДНХ-ийн бүх хэсгүүд нэгэн зэрэг идэвхтэй байж чадахгүй. Зарим ген нь элэгний эсэд, зарим нь арьсны эсэд, бусад нь мэдрэлийн эсүүдэд ажилладаг тул бидний эсүүд бие биенээсээ эрс ялгаатай бөгөөд өөрийн гэсэн онцлогтой байдаг.

Эпигенетик механизм нь тодорхой төрлийн эс нь тухайн төрлийн өвөрмөц кодоор ажиллахыг баталгаажуулдаг.

Хүний амьдралын туршид зарим генүүд "унтаж" эсвэл гэнэт идэвхждэг. Эдгээр тодорхой бус өөрчлөлтөд амьдралын олон тэрбум үйл явдлууд нөлөөлдөг - шинэ газар руу нүүх, эхнэрээсээ салах, биеийн тамирын заал руу явах, өлсгөлөн эсвэл муудсан сэндвич. Амьдралын бараг бүх том, жижиг үйл явдлууд бидний доторх тодорхой генийн үйл ажиллагаанд нөлөөлдөг.

Эпигенетикийн тодорхойлолт

Олон жилийн туршид "эпигенез", "эпигенетик" гэсэн үгсийг биологийн янз бүрийн салбарт хэрэглэж ирсэн бөгөөд харьцангуй саяхан эрдэмтэд тэдгээрийн эцсийн утгын талаар нэгдсэн ойлголтод хүрсэн байна. 2008 оны Хүйтэн хаврын боомтын уулзалт хүртэл эпигенетик ба эпигенетик өөрчлөлтийн албан ёсны тодорхойлолтыг санал болгосноор төөрөгдөл нэг удаа, бүрмөсөн арилсан юм.

Эпигенетик өөрчлөлтүүд нь ДНХ-ийн дараалалд нөлөөлдөггүй генийн илэрхийлэл, эсийн фенотипийн удамшлын өөрчлөлт юм. Фенотипийг эсийн (организмын) бүхэл бүтэн шинж чанарууд гэж ойлгодог - бидний хувьд энэ бол бүтэц юм. ясны эд, мөн биохимийн үйл явц, оюун ухаан, зан байдал, арьсны өнгө, нүдний өнгө гэх мэт.

Мэдээжийн хэрэг, организмын фенотип нь түүний генетик кодоос хамаардаг. Гэвч цаашдын эрдэмтэд эпигенетикийн асуудлыг судлах тусам бие махбодийн зарим шинж чанарууд нь генетикийн код (мутаци) өөрчлөгдөөгүй үед удамшдаг нь илүү тодорхой болсон.

Олон хүмүүсийн хувьд энэ нь илчлэлт байсан: бие нь генийг өөрчлөхгүйгээр өөрчлөгдөж, эдгээр шинэ шинж чанаруудыг үр удамд дамжуулж чаддаг.

Сүүлийн жилүүдэд хийгдсэн эпигенетикийн судалгаагаар хүрээлэн буй орчны хүчин зүйлс - тамхичдын дунд амьдрах, байнгын стресс, буруу хооллолт нь генийн үйл ажиллагаанд ноцтой саад учруулдаг (гэхдээ тэдгээрийн бүтцэд биш) бөгөөд эдгээр тасалдал нь хойч үедээ амархан дамждаг болохыг нотолсон. Сайн мэдээ гэвэл тэдгээр нь буцах боломжтой бөгөөд зарим N-р үеийнхэнд ул мөргүй уусч болно.

Эпигенетикийн хүчийг илүү сайн ойлгохын тулд амьдралаа урт кино мэтээр төсөөлцгөөе.

Бидний эсүүд бол жүжигчид, жүжигчид бөгөөд бидний ДНХ бол үг бүр (ген) дүрийг өгдөг урьдчилан бэлтгэсэн скрипт юм. шаардлагатай командууд. Энэ киноны найруулагчаар эпигенетик ажиллаж байна. Зохиол нь ижил байж болох ч найруулагч нь зарим үзэгдэл, харилцан ярианы хэсгүүдийг арилгах эрхтэй. Амьдралд эпигенетик нь бидний асар том биеийн эс бүр юу хэлэх, хэрхэн хэлэхийг шийддэг.

Эпигенетик ба эрүүл мэнд

Метилжилт, гистоны уураг эсвэл нуклеосомын өөрчлөлт ("ДНХ-ийн багцлагч") нь өвлөгдөж, өвчин үүсгэдэг.

Эпигенетикийн хамгийн их судлагдсан тал бол метилизаци юм. Энэ нь ДНХ-д метил (CH3-) бүлгийг нэмэх үйл явц юм.

Ихэвчлэн метилизаци нь генийн транскрипцид нөлөөлдөг - ДНХ-ийг РНХ болгон хуулах эсвэл ДНХ-ийн хуулбарлах эхний алхам юм.

1969 онд хийсэн судалгаагаар ДНХ-ийн метилизаци нь хүний ​​урт хугацааны ой санамжийг өөрчилдөг болохыг харуулсан анхны судалгаа юм. Түүнээс хойш олон тооны өвчний хөгжилд метилизаци нь илүү сайн ойлгогдож байна.

Дархлааны тогтолцооны өвчин

Сүүлийн жилүүдэд цуглуулсан нотлох баримтууд нь дархлааны нарийн төвөгтэй үйл явцын эпигенетик хяналтыг алдахад хүргэдэг болохыг харуулж байна. аутоиммун өвчин. Тиймээс чонон хөрвөсөөр өвчилсөн хүмүүст Т лимфоцит дахь хэвийн бус метиляци ажиглагддаг. үрэвсэлт өвчин, аль үед дархлааны системэзэн хүний ​​эд, эрхтэнд нөлөөлдөг.

Бусад эрдэмтэд ДНХ-ийн метилизаци гэдэгт итгэлтэй байна жинхэнэ шалтгаанревматоид артрит үүсэх.

Мэдрэлийн мэдрэлийн өвчин

Сэтгэцийн зарим өвчин, аутизмын спектрийн эмгэг, мэдрэлийн дегенератив өвчин нь эпигенетик бүрэлдэхүүнтэй байдаг. Ялангуяа ДНХ-ийн метилтрансфераза (DNMTs) нь метилийн бүлгийг ДНХ дахь нуклеотидын үлдэгдэл рүү шилжүүлдэг ферментийн бүлэг юм.

Альцгеймерийн өвчний хөгжилд ДНХ-ийн метилизацийн үүрэг аль хэдийн практик дээр батлагдсан. Их хэмжээний судалгаагаар байхгүй байсан ч гэсэн эмнэлзүйн шинж тэмдэггенүүд мэдрэлийн эсүүдАльцгеймерийн өвчинд өртөмтгий өвчтөнүүдэд метилжилт нь ердийн тархитай харьцуулахад ялгаатай байдаг.

Аутизмын хөгжилд метилизаци ямар үүрэг гүйцэтгэдэг тухай онолыг удаан хугацаанд дэвшүүлсээр ирсэн. Өвчтэй хүмүүсийн тархийг судалж буй олон тооны задлан шинжилгээ нь тэдний эсэд хангалттай уураг MECP2 (метил-CpG холбогч уураг 2) байхгүй болохыг баталж байна. Энэ нь метилжүүлсэн генийг холбож, идэвхжүүлдэг маш чухал бодис юм. MECP2 байхгүй тохиолдолд тархины үйл ажиллагаа алдагддаг.

Онкологийн өвчин

Хорт хавдар нь генээс хамаардаг гэдгийг баттай мэддэг. Хэрэв 80-аад он хүртэл энэ нь зөвхөн генетикийн мутацийн асуудал гэж үздэг байсан бол одоо эрдэмтэд хорт хавдар үүсэх, даамжрах, тэр байтугай эмчилгээнд тэсвэртэй болоход эпигенетик хүчин зүйлийн үүрэг ролийн талаар мэддэг болсон.

1983 онд хорт хавдар нь эпигенетиктэй холбоотой хүний ​​анхны өвчин болжээ. Дараа нь эрдэмтэд бүдүүн гэдэсний хорт хавдрын эсүүд нь ердийн гэдэсний эсүүдээс хамаагүй бага метилжилттэй болохыг олж мэдэв. Метилийн бүлгийн дутагдал нь хромосомын тогтворгүй байдалд хүргэж, онкогенез эхэлдэг. Нөгөөтэйгүүр, ДНХ дахь метилийн бүлгийн илүүдэл нь хорт хавдрыг дарах үүрэгтэй зарим генийг "унтуулдаг".

Эпигенетик өөрчлөлтүүд буцах боломжтой байдаг тул цаашдын судалгаа нь хорт хавдрын шинэлэг эмчилгээний замыг зассан.

2009 онд Оксфордын "Carcinogenesis" сэтгүүлд эрдэмтэд: "Эпигенетикийн өөрчлөлт нь бусадтай адилгүй. генетикийн мутаци, буцах боломжтой бөгөөд хэвийн байдалд оруулах боломжтой тул эпигенетик эмчилгээг ирээдүйтэй сонголт болгож байна."

Эпигенетик нь залуу шинжлэх ухаан хэвээр байгаа боловч эпигенетик өөрчлөлтийн эсэд үзүүлэх олон талт нөлөөллийн ачаар түүний амжилт аль хэдийн гайхалтай болсон. Энэ нь хүн төрөлхтний эрүүл мэндэд ямар их ач холбогдолтой болохыг 30-40 жилийн дараа л бидний үр хойч бүрэн ухамсарлах нь харамсалтай.

: Эмийн сангийн магистр, эмнэлгийн мэргэжлийн орчуулагч

Хүний геном болон олон загвар организмын геномын ДНХ-ийн дараалал нь сүүлийн хэдэн жилийн хугацаанд биоанагаах ухааны нийгэмлэг болон олон нийтийн дунд ихээхэн сэтгэл хөдлөлийг төрүүлэв. Менделийн удамшлын нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн дүрмүүдийг харуулсан эдгээр генетикийн зураг төсөл нь хүний ​​биологи, өвчний талаар илүү их ойлголттой болох үүд хаалгыг нээж, нарийн шинжилгээ хийхэд бэлэн болсон байна. Энэхүү мэдлэг нь эмчилгээний шинэ стратегид шинэ итгэл найдвар төрүүлдэг. Гэсэн хэдий ч олон үндсэн асуулт хариултгүй хэвээр байна. Жишээлбэл, яаж хийдэг вэ хэвийн хөгжилЭс бүр ижил генетикийн мэдээлэлтэй боловч цаг хугацаа, орон зайн өндөр нарийвчлалтайгаар хөгжлийн өөрийн гэсэн тодорхой замыг дагадаг гэдгийг харгалзан үзэх үү? Хэзээ хуваагдаж, ялгарах, хэзээ эсийн шинж чанараа хадгалахаа эс хэрхэн шийдэж, хэвийн хөгжлийн хөтөлбөрийн дагуу хариу үйлдэл үзүүлж, өөрийгөө илэрхийлэх вэ? Дээрх үйл явцад гарсан алдаа нь хорт хавдар зэрэг өвчний нөхцөл байдалд хүргэдэг. Эдгээр алдаанууд нь бидний эцэг эхийн аль нэгээс эсвэл хоёуланг нь өвлөн авсан алдаатай зураг төсөлд кодлогдсон уу, эсвэл буруу уншиж, тайлагдаагүй зохицуулалтын мэдээллийн өөр давхарга байна уу?

Хүний хувьд генетикийн мэдээлэл (ДНХ) нь ойролцоогоор 25,000 генээс бүрдэх 23 хос хромосомд хуваагддаг. Эдгээр хромосомуудыг хүний ​​бүхэл бүтэн организмын хөгжлийн зааварчилгааг агуулсан янз бүрийн багц ном агуулсан номын сангуудтай харьцуулж болно. Манай геномын ДНХ-ийн нуклеотидын дараалал нь ойролцоогоор (3 х 10-аас 9-ийн хүчтэй) сууриудаас бүрддэг бөгөөд энэ дарааллаар A, C, G, T гэсэн дөрвөн үсгээр товчилсон бөгөөд тэдгээр нь тодорхой үг (ген), өгүүлбэр, бүлгүүд болон номууд. Гэсэн хэдий ч эдгээр янз бүрийн номыг яг хэзээ, ямар дарааллаар унших ёстой вэ гэдэг нь тодорхойгүй хэвээр байна. Энэхүү ер бусын сорилын хариулт нь хэвийн болон хэвийн бус хөгжлийн үед эсийн үйл явдлууд хэрхэн зохицуулагддагийг ойлгоход оршдог.

Хэрэв та бүх хромосомыг нэгтгэвэл дээд эукариотуудын ДНХ молекул нь ойролцоогоор 2 метр урттай тул бидний генетикийн эсийн цөмд багтахын тулд хамгийн их нягтаршилтай байх ёстой - ойролцоогоор 10,000 дахин - эсийн цөмд багтах. материал хадгалагдаж байна. Гистоны уураг гэж нэрлэгддэг уургийн дамар дээр ДНХ-ийг ороох нь энэхүү баглаа боодлын асуудлыг шийдэх гайхалтай шийдэл болж, хроматин гэгддэг дахин давтагдах уураг: ДНХ-ийн нэгдлүүдийн полимерийг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч хязгаарлагдмал орон зайд илүү сайн нийцүүлэхийн тулд ДНХ-г савлах явцад ажил нь илүү төвөгтэй болдог - номын сангийн тавиур дээр хэт олон ном овоолдогтой адил: сонгосон номоо олж унших нь улам хэцүү болж, Ингэснээр индексжүүлэх систем зайлшгүй шаардлагатай болно.

Энэхүү индексжүүлэлтийг хроматин нь геномын зохион байгуулалтын платформ болгон хангадаг. Хроматин нь бүтцийн хувьд нэгэн төрлийн биш юм; Энэ нь өндөр нягтаршсан хроматин (гетерохроматин гэгддэг) фибрилээс эхлээд генүүд ихэвчлэн илэрхийлэгддэг бага нягтаршсан хэлбэр (эухроматин гэгддэг) хүртэл янз бүрийн савлагааны хэлбэрээр илэрдэг. Ер бусын гистоны уураг (гистоны хувилбар гэж нэрлэдэг), өөрчлөгдсөн хроматин бүтэц (хроматин дахин загвар гэж нэрлэдэг), гистоны уургуудад химийн шошго (ковалентын өөрчлөлт гэж нэрлэдэг) оруулах замаар үндсэн хроматин полимерт өөрчлөлт оруулж болно. . Түүнчлэн, ДНХ-ийн загварт (ДНХ метилизаци гэж нэрлэдэг) цитозины суурь (C) дээр метилийн бүлгийг шууд нэмэх нь хроматины төлөвийг өөрчлөх эсвэл оршин суугч гистонуудын ковалент өөрчлөлтөд нөлөөлөх уургийн хавсаргах газрыг бий болгодог.

Сүүлийн үеийн мэдээллээс харахад кодчилдоггүй РНХ нь геномын тусгай бүс нутгийг илүү нягт хроматин төлөвт шилжүүлэхэд "чиглүүлэх" боломжтой. Тиймээс хроматиныг динамик полимер гэж үзэх нь геномыг индексжүүлж, хүрээлэн буй орчноос ирэх дохиог олшруулж, эцэст нь аль генийг илэрхийлэх, аль нь илэрхийлэхгүй байх ёстойг тодорхойлдог.

Эдгээр зохицуулалтын чадварууд нь хроматиныг "эпигенетик" гэж нэрлэгддэг геномыг зохион байгуулах зарчмаар хангадаг. Зарим тохиолдолд эпигенетик индексжүүлэлтийн хэв маяг нь удамшдаг эсийн хуваагдал, ингэснээр удамшлын (ДНХ) кодонд агуулагдах удамшлын мэдээллийн чадавхийг нэмэгдүүлэх боломжтой эсийн "санах ой" -ыг бий болгодог. Ийнхүү нарийн утгаараа эпигенетикийг ДНХ-ийн нуклеотидын дарааллын өөрчлөлтийн үр дүн биш, хроматин модуляцаас үүдэлтэй генийн транскрипцийн өөрчлөлт гэж тодорхойлж болно.

Энэхүү тойм нь хроматин ба эпигенетиктэй холбоотой үндсэн ойлголтуудыг танилцуулж, эпигенетик хяналт нь эсийн таних байдал, хавдрын өсөлт, үүдэл эсийн уян хатан чанар, нөхөн төлжилт, хөгшрөлт зэрэг олон жилийн нууцыг хэрхэн олж мэдэхийг авч үздэг. Уншигчид дараагийн бүлгүүдийг судлах явцад бид тэднийг туршилтын загваруудын өргөн хүрээг анхаарч үзэхийг зөвлөж байна. бололтой, эпигенетик (ДНХ-ийн бус) суурьтай. Механик хэллэгээр тайлбарлавал эпигенетикийн үйл ажиллагаа нь "геномын дараах" эрин үед хүний ​​биологи, өвчинд чухал бөгөөд өргөн хүрээтэй нөлөө үзүүлэхийг ойлгох болно.