Долгое время считалось, что здоровье человека в основном определяется генетическим кодом, полученным от родителей. Однако современные исследования в области эпигенетики показали, что наша жизнь, привычки и окружающая среда способны влиять на работу генов, не изменяя при этом саму структуру ДНК. Об этом рассказывает профессор кафедры генетики и биоинформатики Сибирского федерального университета Константин Крутовский.
Что такое эпигенетика?
Эпигенетика (от греч. «эпи» — «над», «дополнительно») — раздел генетики, изучающий обратимые химические изменения в молекулах клетки: нуклеотидах (строительных блоках ДНК) и гистонах (белках, вокруг которых «упаковывается» ДНК), а также факторы и молекулярные механизмы, вызывающие эти изменения. Эти изменения влияют на активность генов, не затрагивая саму структуру ДНК.
Принцип работы эпигенетической системы
По словам профессора, геном можно сравнить с текстом, написанным буквами-нуклеотидами, которые передаются от родителей детям и остаются практически неизменными в течение жизни. Эпигеном же выступает в роли системы настроек для «чтения» этого текста, определяя, какие гены должны быть активны, а какие — нет. Даже генетически идентичные люди, например однояйцевые близнецы, могут существенно различаться по своим характеристикам и предрасположенности к заболеваниям из-за различий в эпигеноме.
Влияние на здоровье и физиологию
Эпигенетические механизмы определяют особенности метаболизма, работу иммунной системы, реакцию на стресс и настроение человека. Они влияют на склонность к ожирению, диабету, скорость обмена веществ и реакцию на физические нагрузки. Например, модификации в генах HPA, кодирующих тромбоцитарные гликопротеины, влияют на устойчивость к стрессу, а изменения в генах инсулиновой чувствительности определяют эффективность диет и тренировок.
Факторы воздействия
Различные внешние факторы оставляют свой след в генетической программе человека. Недостаток фолатов, витамина B₁₂ и холина может привести к изменениям метилирования ДНК. Высокожировая диета вызывает эпигенетические сдвиги, связанные с риском ожирения. Полифенолы из зеленого чая и брокколи влияют на работу гистонов. Курение оставляет характерные метки в гене AHRR, а алкоголь провоцирует эпигенетические изменения в нейронах. Загрязнение воздуха воздействует на гены, отвечающие за воспалительные процессы.
Наследование изменений
Хотя большинство эпигенетических меток стирается при формировании половых клеток, некоторые изменения могут наследоваться на протяжении одного-двух поколений. У людей, чьи родители пережили сильный стресс, отмечается измененная реакция на стресс из-за изменений в метилировании гена FKBP5. Особенно показательны исторические примеры массового голода: «голодная зима» в Нидерландах 1944–1945 годов и блокада Ленинграда 1941–1944 годов. У потомков матерей, голодавших во время беременности, наблюдается пониженное метилирование гена IGF2, что приводит к повышенному риску диабета 2 типа и сердечно-сосудистых заболеваний.
«Важно понимать, что большинство эпигенетических изменений обратимо. Они зависят от длительности воздействия различных факторов и особенно чувствительны в эмбриональный и детский периоды жизни. Хотя невозможно «переписать гены силой мысли», мы можем существенно влиять на их работу через здоровый образ жизни, правильное питание и управление стрессом. Это знание позволяет более эффективно управлять своим здоровьем и качеством жизни», — подводит итог эксперт.