Призраците на наследствеността

Отдавна е известно, че храните, консумирани от бременни жени - независимо дали бъдещите майки са жени от мишки, оцети или жени - могат дълбоко да отбележат предразположението на тяхното потомство към някои заболявания, но изследователите едва наскоро започнаха да разбират пружините зад този механизъм.

Следователно от областта на епигенетиката биха могли да дойдат отговорите на много проблеми, които класическите подходи към генетиката се оказаха неспособни да разрешат. Защо само един от така наречените еднояйчни близнаци развива шизофрения? Защо определени гени, пренасящи болести, засягат само определени хора? Защо сложните заболявания като аутизъм бележат предимно момчета? За да се получат отговори, един от биологичните механизми, който специалистите по епигенетика анализират, е метилирането. Той действа или като педал на газта или като спирачка, което означава, че може да активира или деактивира ген в зависимост от редица фактори.

В някакъв момент от процеса на метилиране квартет от атоми, наречен метилова група, се прикрепя към ген, причинявайки промени в начина, по който този ген е „експресиран“. По-голямата част от времето процесът има за цел да деактивира гени, от които клетките не се нуждаят (например, генът в една от двете X хромозоми, присъстващи в клетката на всяка жена, се „заглушава“ чрез метилиране). Също така, тези метилови групи често се прикрепят към определени точки на хромозомите, така че, ако е подходящо, плътно усуканите бримки на ДНК могат да се отпуснат (така че някои гени могат да се "експресират") или да се намотаят. още по-стегнат (когато трябва да се „заглуши“ определен активен ген).

Метиловите групи също са отговорни за деактивирането на остатъците от вирусни инфекции, наречени транспозони (40% от човешкия геном се състои от паразитни транспозони) и те също играят ключова роля в контрола на гените, участващи в пренаталното и постнаталното развитие, включително контрола върху 80 гена на които тялото наследява само от един родител. Тези гени, наречени импринтирани, трябва да бъдат метилирани, за да функционират и са уязвими към диета и фактори на околната среда.

Когато спермата и яйцеклетката се срещнат, за да образуват ембрион, всеки има определен модел на метилирани гени. Моделите не се наследяват, какъвто е случаят с гените, но в химическата битка между половете някои все пак успяват да продължат напред (като цяло моделите на яйца се оказват по-борбени, най-често се предават по наследство). Всъщност процесът на метилиране е начинът, по който майката природа е избрала да позволи на факторите на околната среда да влияят върху експресията на ген, без да причиняват необратими мутации. В същото време обаче краткосрочното излагане на който и да е фактор, способен да повлияе на моделите на метилиране по време на развитието, може да промени животно или човек през целия му живот, като се има предвид, че метиловите групи са изцяло получени от това, което човекът или животното консумирайте, а епигенетичните последици са един вид руска рулетка: те могат да бъдат бързи или лоши.

Редица лекарства, които инхибират процеса на метилиране, сега се тестват като начин за лечение на рак. Освен това е доказано, че метилирането, което се случва непосредствено след раждането, може да формира поведенчески черти като смелост и самочувствие. Това е така, защото храненето е само един от главните герои на епигенетичния репертоар. Поведението има пряко въздействие върху мозъчните връзки и със сигурност влияе върху химията на ДНК, защото, казват експертите, в крайна сметка ние сме просто мозайки от епигенетични модели и генни последователности.

Образование при мишки
Дължим откритията в областта на епигенетиката, особено на изследванията, направени върху мишки, в лабораторията. По причини, които не са напълно изяснени, моделите на метилиране липсват в определени области на генома на мишката, преди да се родят. 12 часа след раждането на мишките се формира нов модел на метилиране. Едва след това майката-мишка започва да ближе бебето си (форма на обучение на гризачи), в чийто живот първата седмица е определяща. Специалистите са забелязали, че мишките, усърдно облизани от майките през първата седмица от живота, развиват модели на метилиране в региони на мозъка, където нивото на хормоните на стреса, отделяно от надбъбречните жлези, се регулира, докато пренебрегваните малки показват по-ниска устойчивост на стрес като възрастни.

Докато ДНК последователностите могат да се сравняват с писмен текст, епигенетиката поддържа сравнение с форматирането в програма за обработка на Word. Тоест, въпреки че буквите остават същите, шрифтът може да бъде по-голям или по-малък, Times New Roman или Arial, курсив или получер, подчертан или не в някой от цветовете на дъгата.