Czy możemy kontrolować nasze geny? Czy to, co jest zapisane w DNA, determinuje naszą przyszłość? A jeśli nie — to czy możemy coś z tym zrobić?

To jedne z pytań, które najczęściej pojawiają się, kiedy zaczynamy mówić o epigenetyce.

I żeby na nie odpowiedzieć, zacznijmy od pewnych bardzo ciekawych myszy.

Myszy aguti – ten sam genotyp, zupełnie inny wygląd

Ponad 20 lat temu amerykański naukowiec Randy Jirtle wraz ze współpracownikami przeprowadził eksperyment, który dziś jest jednym z najbardziej znanych przykładów wykorzystywanych do tłumaczenia epigenetyki.

Myszy aguti są dość niezwykłe.

Część potomstwa rodzi się z żółtym futerkiem, w późniejszym życiu ma skłonność do otyłości i częściej rozwija zaburzenia metaboliczne oraz niektóre choroby.

Inne myszy są brązowe, szczupłe i znacznie zdrowsze.

Co ciekawe, różnica nie wynika po prostu z tego, że jedne mają „dobry gen”, a drugie „zły gen”.

Żeby zrozumieć, co się tutaj dzieje, musimy na chwilę zajrzeć do budowy genu.

Gen potrzebuje nie tylko informacji, ale również regulacji

W bardzo dużym uproszczeniu możemy wyobrazić sobie gen jako fragment DNA zawierający informację potrzebną do wytworzenia określonego produktu — najczęściej białka — oraz elementy regulacyjne decydujące o tym, kiedy i jak intensywnie z tej informacji korzystamy.

Jednym z takich elementów jest promotor.

Można potraktować go jak jeden z elementów sterujących aktywnością genu.

U myszy aguti sytuacja jest jednak nietypowa. W pobliżu genu Agouti znajduje się fragment DNA pochodzący od dawnego elementu wirusowego – retrotranspozonu. Ten dodatkowy fragment może wpływać na aktywność genu.

Jeżeli pozostaje aktywny, gen Agouti jest nadmiernie eksprymowany.

Efekt widać nie tylko w kolorze futerka.

Gen Agouti jest plejotropowy, czyli jego działanie wiąże się z więcej niż jedną cechą. Dlatego zmiana jego aktywności wpływa również na metabolizm.

I właśnie dlatego żółte myszy mają większą skłonność do otyłości i zaburzeń metabolicznych. wplyw na geny napisy

I wtedy do akcji wchodzi dieta

W eksperymencie ciężarne myszy podzielono na grupy.

Jedna otrzymywała standardową dietę.

W drugiej diecie znalazły się dodatkowe składniki związane z metabolizmem grup jednowęglowych, między innymi:

• cholina,
• witamina B12,
• foliany,
• betaina.

Są to składniki uczestniczące pośrednio lub bezpośrednio w przemianach związanych z dostępnością grup metylowych.

I wydarzyło się coś niezwykle ciekawego.

U potomstwa matek otrzymujących dietę wzbogaconą w donory grup metylowych częściej dochodziło do metylacji regulatornego elementu znajdującego się przy genie Agouti.

Jego aktywność była wtedy ograniczana.

A wraz z tym zmieniał się fenotyp potomstwa: częściej rodziły się myszy brązowe i szczupłe zamiast żółtych i otyłych.

Sekwencja samego genu nie została naprawiona ani przepisana.

Zmienił się sposób jego regulacji. wplyw na geny napisy

I właśnie dlatego ten eksperyment stał się tak mocnym przykładem epigenetyki.

Czy to znaczy, że możemy dietą „przeprogramować swoje geny”?

I tutaj pojawia się bardzo ważne ale.

Eksperyment na myszach aguti jest pięknym pokazem mechanizmu biologicznego, ale nie oznacza, że wystarczy zjeść więcej folianów czy choliny, aby dowolnie „włączać dobre geny i wyłączać złe”.

Biologia człowieka jest znacznie bardziej skomplikowana.

Epigenom nie jest prostym panelem sterowania, na którym dieta przesuwa przełączniki z pozycji „choroba” na „zdrowie”.

Na aktywność genów mogą wpływać różne sygnały związane między innymi z:

odżywianiem, aktywnością fizyczną, snem, stresem, używkami, ekspozycjami środowiskowymi czy starzeniem się.

Ale efekt zależy od konkretnego genu, konkretnej tkanki, momentu życia i całego kontekstu biologicznego.

Dlatego dużo trafniej powiedzieć:

styl życia może wpływać na regulację ekspresji części naszych genów

niż:

stylem życia możemy włączać dobre geny i wyłączać złe.

DNA nie jest wyrokiem

To chyba najważniejszy wniosek.

Informacja zapisana w DNA ma znaczenie. Czasami bardzo duże.

Są warianty genetyczne, które silnie wpływają na ryzyko określonych chorób i są rzeczy, których stylem życia po prostu nie zmienimy.

Ale pomiędzy:

„geny nie mają znaczenia”

a

„geny determinują wszystko”

znajduje się ogromna przestrzeń.

Geny działają w komórkach, które cały czas odbierają informacje ze środowiska. Zmienia się aktywność szlaków metabolicznych, czynników transkrypcyjnych, chromatyny i wielu innych elementów regulacji.

Dlatego ten sam genom nie oznacza, że przez całe życie wszystkie geny będą wykorzystywane dokładnie w taki sam sposób.

I właśnie tutaj epigenetyka robi się naprawdę ciekawa.

Nie dlatego, że daje nam magiczną możliwość „sterowania DNA”.

Ale dlatego, że pokazuje, że genom nie działa w próżni.

---

Czy mamy więc wpływ na swoje geny?

Na ich sekwencję — w większości nie.

Na sposób, w jaki część tej informacji jest wykorzystywana przez nasze komórki — do pewnego stopnia tak.

I właśnie dlatego pytanie:

„Co mam zapisane w genach?”

jest dopiero początkiem.

Drugie brzmi:

„W jakim środowisku te geny będą działać?”