التغييرات في جينومك شعرت عبر الأجيال

نعلم جميعًا أن المعلومات تنتقل من جيل إلى آخر عبر الجينات. ولكن ماذا عن نوع آخر من التغير غير الجيني في الحمض النووي الخاص بك ، يسمى علم التخلق؟

بالمعنى الحرفي للكلمة "فوق الجينات" ، فإن التغيرات اللاجينية هي تعديلات كيميائية على الحمض النووي الخاص بك والتي تعمل كمفاتيح "تشغيل / إيقاف" للجينات ، وتغيير تعبير الجين دون تغيير رمز الجين مباشرة. يتم إيقاف تشغيل "الجين" عند إرفاق التعديل وإعادة تشغيله "عند" إزالته. التعديل الأكثر مناقشة على نطاق واسع هو مثيلة الحمض النووي ، حيث يتم إضافة مجموعة ميثيل صغيرة (CH3) إلى الحمض النووي.

التغيرات اللاجينية قابلة للانعكاس ويمكن تغييرها بسهولة بواسطة البيئة. يُطلق على سجل التغييرات اللاجينية في جميع الجينوم اسم الجينوم الخاص بك. الأهم من ذلك ، أن الجينوم يمكن أن ينتقل عبر الأجيال ، مما يؤثر على سمات الأطفال عن طريق تغيير التعبير الجيني دون تغيير رمز الحمض النووي.

على الرغم من أن صحتك تعتمد على الجينات والجينات الوراثية التي ولدت معها ، إلا أنك لا تزال تتحكم في تأثيرات نمط حياتك. فكيف تؤثر أنشطتك وخيارات نمط حياتك على الجينوم وكيف تؤثر هذه التغييرات على الأجيال القادمة؟

علم التخلق وعلاقته بالصحة

كل ما تفعله يؤثر على الجينوم الخاص بك ، من بيئتك وعادات النوم إلى النظام الغذائي وممارسة الرياضة. يلعب علم الوراثة أيضًا دورًا مهمًا في المرض ، خاصةً السرطانات ، لذا فإن فهم كيفية تغيير الوبائيات أمر مهم.

يمكن أن تؤثر العديد من الجوانب على التعديلات اللاجينية ، بما في ذلك تلك التي يمكنك (اللون الأخضر) ولا يمكن (الأحمر) تغييرها. المصدر: المواد الغذائية.

يعتقد أن المركبات الموجودة في بعض الأطعمة تحمي من السرطان عن طريق التأثير على التعديلات اللاجينية. تؤدي زيادة مثيلة بعض مناطق الحمض النووي ، والتي تسمى مروجات الجينات ، إلى إيقاف الجينات.

الحمض الدهني أوميغا 3 EPA و DHA (الموجود في زيت السمك) مضادان للالتهابات لأنهما يوقفان "التعبير" عن الإنزيم الالتهابي (COX-2) من خلال مثيلة مروجه. من المعروف أن البوليفينول (الموجود في الشاي الأخضر والقهوة والنبيذ الأحمر والفواكه والخضروات) يعمل على "تشغيل" بعض الجينات عن طريق نزع الميثيل المباشر أو تثبيط إنزيمات المثيلة. يتم تحويل الفولات (الموجودة في الخضروات الورقية الداكنة أو التي يتم أخذها كملحق) إلى متبرع ميثيل مهم ، والذي يمكن بعد ذلك ميثيل الحمض النووي. يرتبط تناول حمض الفوليك بارتفاع مثيلة لجين عامل نمو محدد (IGF2) ، مما يؤدي إلى "إيقاف" عامل النمو ويمكن أن يساعد في الوقاية من السرطان ، مثل سرطان القولون والمستقيم.

ومع ذلك ، ليس كل الخيارات الغذائية تسبب آثار جينية إيجابية. لقد تم ربط استهلاك الكحول بالتغيرات اللاجينية الضارة والعديد من أنواع السرطان. تم "إيقاف" الجينات المختلفة عن طريق زيادة مثيلة المروج في مرضى سرطان القولون والمستقيم الذين شربوا بكثرة مقابل أولئك الذين شربوا القليل من الكحوليات. تم إيقاف الجينات المشاركة في اثنين من المسارات التنظيمية (MGMT و WNT) عن طريق زيادة مثيلة المروج في مرضى سرطان الرأس والرقبة الذين شربوا مقابل غير nondrinkers.

في حين أن التمرين معروف بتعدد آثاره الصحية المفيدة ، إلا أنه مرتبط أيضًا بتغيير مثيلة الحمض النووي.

ستة أشهر من التمارين الرياضية تسببت في تغيرات في ميثلة الحمض النووي في أنسجة العضلات والدهون ، مما أثر مباشرة على تكوين وتخزين الدهون. أظهرت التمرينات لدى الشباب المستقرين انخفاض الحيلة في عضلة الساق (المتسعة الوحشية) لدى بعض المروجين للجينات المشاركة في عملية التمثيل الغذائي (PGC-1α ، PDK4 ، و PPAR-δ) ، مما أدى إلى زيادة التمثيل الغذائي بشكل مفيد.

تمت دراسة الآثار الجينية للتجريب في 23 من البالغين الأصحاء. على مدار ثلاثة أشهر ، مارس المشاركون ساق واحدة بالدراجة أثناء استراحة الساق الأخرى ، حيث كان كل مشارك يتحكم في سلوكه. شوهد كل من زيادة أو نقصان المثيلة في أكثر من 5000 مكان على جينوم خلايا عضلات الساق عند التمرين. شارك معظم الجينات المصابة في الالتهاب ، واستقلاب الطاقة ، واستجابة الأنسولين مع التغيرات اللاجينية التي تؤدي إلى عضلات أكثر صحة.

شائع تغيير مثيلة الحمض النووي في السرطان. اقترح التمرين لتوفير تأثيرات وقائية مضادة للسرطان عن طريق تشغيل الجينات القامعة للورم من خلال تقليل المثيلة. ومع ذلك ، فإن تعقيد قياس التمارين المبلغ عنها ذاتيا من مجموعات صغيرة من الناس والحصول على نتائج مختلفة من مختلف الدراسات لا يسمح بإجراء استنتاجات أكثر صلابة.

إن ما تختاره لنمط حياتك الخاص سيؤثر جزئياً فقط على جنينك - قد تتم إضافة بعض التعديلات قبل ولادتك.

الميراث اللاجيني

إن الوراثة الجينية ليست ملكًا لك تمامًا - لقد ورثت بعض علامات الوراثة اللاصقة من والديك وأجدادك وما وراءك. هذا يعني أن أنماط حياة أسلافك وخبراتهم قد أثرت على الجينوم الخاص بك ، وستقوم بدورها بتشكيل جنين أطفالك.

التغيرات الوراثية يمكن أن تكون وراثية ، حيث تنتقل عبر الأجيال. عندما تكون المرأة حاملاً ، تتأثر ثلاثة أجيال بشكل مباشر بنمط حياتها: 1) نفسها ، 2) طفلها ، 3) أحفادها (عن طريق بيض طفلها أو الحيوان المنوي).

يمكن أن يؤثر أسلوب حياة الأم الحامل وبيئتها بشكل مباشر على ثلاثة أجيال في وقت واحد. المصدر: learn.genetics.utah.edu

تعتبر علم التخلق أمرًا مهمًا بشكل خاص خلال فترتين رئيسيتين: "النوافذ الحرجة" في النمو المبكر ، و "التحولات الغذائية" لدى البالغين ، مثل الإفراط في تناول الطعام المزمن ، أو اتباع نظام غذائي غني بالدهون ، أو تقييد السعرات الحرارية المزمنة.

تم ربط تغذية الأمهات بالتغيرات اللاجينية في أطفالهم. تم استخدام النظام الغذائي وحده للتأثير على مظهر وطول العمر ، والقابلية للإصابة بالفئران. تم تغذية فئران agouti الحوامل ، والمعروفة عن معاطفها الذهبية والسمنة وزيادة القابلية للإصابة بالسرطان والسكري ، بأطعمة غنية بالمانحين بالميثيل ، مثل البصل والثوم والبنجر. على الرغم من أن جين agouti الضار تم نقله من الأم إلى الطفل ، إلا أن زيادة مثيلة الجين من النظام الغذائي الغني بالميثيل أدت إلى "إيقاف" الجين ، مما أدى إلى إنتاج رضيع بني ، نحيف ، وعاش لفترة أطول ، وكان أقل عرضة للإصابة بالسرطان والسكري. . مكمل التغذية الأمهات مع الجهات المانحة الميثيل مثل الفولات ، والتي تهدف في الأصل لمنع عيوب الدماغ والعمود الفقري ، قد يغير أيضا تنظيم الجينات اللاجينية أثناء تطور الجنين.

إن اتباع نظام غذائي غني بالمانحين بالميثيل (حمض الفوليك ، الكولين ، وفيتامين ب 12) الذي تم تناوله أثناء الحمل ، أدى إلى

على الرغم من أن التمارين المعتدلة المنتظمة أثناء الحمل مفيدة لكل من الأم والطفل ، إلا أن هناك القليل من الأبحاث حول التغيرات اللاجينية الناجمة عن ممارسة الأم. شوهدت صحة أفضل للقلب والأوعية الدموية (انخفاض معدل ضربات قلب الجنين وزيادة حجم السكتة الدماغية) عند الأطفال في الأسبوع 36 من الحمل لدى النساء الحوامل اللائي يمارسن الرياضة بانتظام. الفئران التي ولدت لأمهات ركضن على عجلة طوعية زادت من تكوين الخلايا العصبية في جزء معين من الدماغ (الحصين). شوهد تحسن في تنظيم السكر وحساسية الأنسولين في فئران الأطفال التي ركضت أمهاتها على عجلة طواعية قبل الحمل وخلال فترة التزاوج. يمكن لممارسة الأمهات أيضًا أن تقلل من خطر الإصابة بأمراض مثل السكري وأمراض القلب والأوعية الدموية عند أطفالهم كبالغين.

يمكنك معرفة المزيد عن epigenome الخاص بك من خلال اختبار الحمض النووي؟

يمكن للاختبارات الوراثية أن تكشف عن الجينات التي تحملها وكيف تؤثر على صحتك وسماتك ، لكنها لا تخبرك بأي شيء عن الجينوم الخاص بك. نظرًا لأن المثيلة قابلة للعكس ، فمن الصعب دراسة مثيلة الحمض النووي. على الرغم من وجود طرق لاكتشاف مثيلة الحمض النووي في المختبر ، إلا أن هذا العلم لم ينتقل على نطاق واسع للمرضى حتى الآن.

هناك بعض الاختبارات السريرية المتاحة للكشف عن السرطان عن طريق تحديد العلامات اللاجينية للخلية السرطانية الفريدة. تقدم شركة Epigenomics "اختبارات تعتمد على الدم إلى حدٍ أدنى" يمكنها اكتشاف إما سرطان القولون والمستقيم أو سرطان الرئة في الدم. يمكن أن يحدد اختبار جيني آخر يسمى EPICUP ، نوع الورم الرئيسي الذي يسبب ورم خبيث في مريض السرطان.

شركة أخرى Episona لديها اختبار الخصوبة اللاجينية الوحيد المتاح للحيوانات المنوية.

مع ازدياد شعبية الاختبارات الجينية ، وخاصة مجموعات الأدوات المباشرة للمستهلكين ، فإن الأمر لا يتطلب إلا وقتًا طويلًا قبل أن تتوفر مجموعات الاختبارات الجينية المباشرة للمستهلك.

نُشر في الأصل على www.geneticsdigest.com في 15 كانون الأول (ديسمبر) 2018.