Епигенетика, или може ли да контролираме гените си?

Групата на Джонатан Мил работи върху мозъчен часовник, който се надява да има връзка с други показатели за стареене в кората. Той вече е идентифицирал това, което смята, че е епигенетичен подпис на невродегенеративно заболяване.
„В състояние сме да покажем сериозни разлики в метилирането на ДНК между индивиди с и без деменция, които са много силно свързани с количеството патология, която имат в мозъците си", казва Мил. Все още не е възможно да се каже дали тези разлики са причина или следствие от патологията, но те предоставят информация за механизмите и гените, които са нарушени в процеса на заболяването, което може да ръководи разработването на нови диагностични тестове и лечения. Ако може да се намери сигнал в кръвта, който корелира с мозъчния сигнал, който са открили, това може да формира основата на предсказуем кръвен тест за деменция.

Рак и епигенетика
Докато Бърд и други учени твърдят, че епигеномът е предимно под генетичен контрол, някои изследователи се интересуват от следите, които някои неща от заобикалящата ни среда оставят.
Пушенето, например, има ясен епигенетичен подпис. „Бих могъл да ви кажа доста точно, въз основа на неговия профил на ДНК метилиране, дали някой е бил пушач или не и вероятно по колко цигари на ден е пушил и колко дълго е пушил", казва Мил.
Джеймс Фланаган от Imperial College London е сред онези, които използват този аспект на епигенома, за да се опитат да разберат как факторите на начина на живот като тютюнопушене, алкохол и затлъстяване формират риска от рак.

Ракът е областта, в която има най-голямо вълнение по отношение на клиничното приложение на епигенетиката. След като бъде информиран за риска от развитие на карцином, човек може да промени начина си на живот, за да го намали.

Лекарства, които ремоделират епигенома, са използвани терапевтично при пациенти с рак, въпреки че са склонни да дават лоши странични ефекти, тъй като епигенетичното им въздействие е широко. Други масово предписвани лекарства, които имат малко странични ефекти, може да се окажат, че работят поне частично и чрез епигенома.

Базираната в САЩ компания Grail създаде тест за повече от 50 вида рак, който открива променени модели на метилиране в ДНК, циркулираща свободно в кръвта. Идеята е тестът да се използва за скрининг на популации, идентифициране на лица в риск, които след това ще бъдат насочени към по-класически диагностични процедури като тъканно-специфични биопсии. Може да промени нечестната игра с рака, но също така повдига етични дилеми, които ще трябва да бъдат разгледани, преди да бъде разпространен. „Представете си, че някой е получил положителен резултат, но по-нататъшните изследвания не го потвърждават. Не може да се постави такъв психологически товар върху пациент", категоричен е Фланаган.

Защо всичко, което знаем за еволюцията, е грешно?
Някога научните революции, предизвикани от откритията на Нютон, Фарадей, Дарвин, Айнщайн, Уотсън и Крик, отекнаха по целия свят. Но въпреки че преживяваме най-великите открития за процесите на живота и за хората, новите открития са капка в колективното съзнание.

През март 2010 г. Оливър Бъркеман пише статия по темата за епигенетиката, публикувана в „Гардиън". Статията е провокативно озаглавена: „Защо всичко, което са ви казвали за еволюцията, е грешно". Авторът бил твърдо убеден, че само като чуят заглавието, хората ще развържат езиците си, изпадайки в безкрайни дискусии. Да, ама не.
Нямало и помен от обществен интерес. Откритията, от които Дарвин би припаднал, очевидно оставят съвременната публика безразлична.
Но щеше ли да има повече полемика по темата, ако материалът беше озаглавен „Как съвременната биология пренаписва нашето разбиране за болестите и наследството?".

Когато последователността на човешкия геном беше обявена през 2001 г., реториката беше силно натоварена. На това откритие се приписваха названия като „книгата на живота"; „огромна енциклопедия"; „свещена верига от код с дължина 3 милиарда знака".
Това обаче е подвеждащо. Идеята беше, че гените са всичко и клетките, които ги съдържат, са просто нестандартни торбички. При клонирането, ако изсмучете ядрото на клетка и го замените с ядрото на напълно различен вид създание, то ще порасне във възрастен индивид, продиктуван от новото, инжектирано ядрено ДНК. През 2010 г. биологът и предприемач Крейг Вентър обяви, че е създал живот, когато е вмъкнал изцяло синтезирана ДНК в бактериална клетка. Но факт е, че той има нужда от клетки, а ние все още не можем да ги синтезираме. Клетката казва на ДНК-то какво да прави точно толкова, колкото ДНК-то инструктира клетката: не може да имаме едното без другото.
Гените не само дават инструкции: те отговарят на съобщения, идващи от други гени, от хормони и от хранителни знаци и възпитание. Голяма част от епигенетиката се върти около храненето. Ако пием много алкохол, ензимът, който го метаболизира, става по-активен. И подобни механизми се прилагат към голяма част от нашето поведение.

Методите, чрез които гените предизвикват тези отговори, често включват много малки химични модификации (обикновено добавяне на малка метилова група към една база на ДНК). Почти сигурно е, че паметта-класически елемент на възпитанието (научаваме нещо и то става биологично кодирано) включва епигенетика. Веднъж направени, епигенетичните промени могат да бъдат много дълготрайни, което е начинът, по който нашата дългосрочна памет е възможна.

Може ли наследството от травмата да се предава от поколенията?

Нашите деца и внуци са оформени от гените, които наследяват от нас, но нови изследвания разкриват, че трудностите или насилието също могат да оставят своя отпечатък.
Но за разлика от повечето наследствени заболявания, това не е причинено от мутации на самия генетичен код. Вместо това учените са изследвали много по-неясен тип наследство: как събитията в живота на някого могат да променят начина, по който се изразява неговата ДНК и как тази промяна може да бъде предадена на следващото поколение.
Това е процесът на епигенетиката, при който четливостта или експресията на гените се модифицира, без да се променя самият ДНК код.

Малки химически маркери се добавят или премахват от нашата ДНК

в отговор на промените в средата, в която живеем. Те включват или изключват гените, предлагайки начин за адаптиране към променящите се условия, без да причиняват по-трайна промяна в нашите геноми.
Дора Коста - икономист от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, и екипът й правят изследване на епигенетични промени, настъпили при военнопленници от Гражданската война в САЩ.