Faktor Lingkungan Mengubah Ekspresi Gen: Epigenetika dan Dampaknya pada Kesehatan dan Keturunan

Ekspresi gen dapat berkembang berdasarkan faktor lingkungan, memodifikasi epigenome. Pengaruh seperti diet, penuaan, stres kronis, polusi, dan tembakau dapat mengubah ekspresi gen. Menurut Inserm [Institut Kesehatan dan Penelitian Medis Nasional Prancis], fenomena ini bisa bersifat sementara, tetapi beberapa modifikasi epigenetik bersifat permanen, bertahan bahkan setelah sinyal pemicu menghilang. Hal ini terlihat pada perokok, yang mempertahankan modifikasi epigenetik bertahun-tahun setelah berhenti merokok. Penanda epigenetik ini dapat diturunkan ke anak-anak dan bahkan cucu. Selama pembelahan embrionik, sel-sel merespons sinyal dan membangun organisme yang sedang berkembang. Inserm menjelaskan, "Penanda epigenetik yang kemudian dipasang harus ditransmisikan selama pembelahan sel, sehingga sel hati tetap menjadi sel hati dan sel tulang tetap menjadi sel tulang." Selama kelaparan di Belanda pada akhir Perang Dunia II, anak-anak yang dikandung selama kelaparan memiliki tingkat diabetes dan masalah kardiovaskular yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan mereka yang dikandung setelahnya. "Perubahan epigenetik yang memengaruhi ibu diturunkan ke anak-anak. Perubahan ini akan memungkinkan anak-anak untuk lebih baik menahan kelaparan, tetapi ketika makanan menjadi berlimpah lagi, ini menghasilkan efek samping yang tidak diinginkan," menurut This is epigenetic [situs web Kanada]. Modifikasi epigenetik diwujudkan oleh penanda biokimia pada DNA atau histon, protein yang menyusun DNA. Metilasi DNA, penanda yang paling dikenal, mengunci gen, mencegah ekspresinya. Mekanisme lain melibatkan molekul RNA kecil dan faktor yang berpotensi tidak diketahui. Anomali epigenetik berkontribusi pada perkembangan penyakit, terutama kanker, dengan modifikasi epigenetik yang terjadi selama kehidupan dan pembelahan sel. "Perubahan mekanisme ini yang mendukung transformasi sel sehat menjadi sel kanker, setiap penyimpangan epigenetik dapat terlibat dalam karsinogenesis," kata Inserm. Epigenetika juga dapat menjelaskan penyakit metabolik seperti diabetes tipe 2 dan penyakit kardiovaskular, meskipun mekanismenya masih dalam penelitian. Pada penyakit neurodegeneratif, para peneliti telah mengidentifikasi ekspresi berlebihan gen yang memperburuk efek yang terkait dengan penyakit Alzheimer. Regulasi epigenetik juga dicurigai pada penyakit mental tertentu. Trauma dapat meninggalkan bekas kimia pada genom orang tua, berpotensi diturunkan ke keturunan. Sebuah studi menyoroti penanda epigenetik pada penyintas Holocaust dan keturunan mereka, mengenai gen yang terkait dengan beberapa gangguan mental, seperti yang dilaporkan oleh National Geographic. Perubahan epigenetik yang diinduksi trauma dapat ditransmisikan ke embrio. Evelyne Josse, seorang psikolog klinis dan dosen di Universitas Lorraine, meringkas untuk Le Soir [surat kabar Belgia]: "Jika saya mengalami peristiwa traumatis dan tidak menemukan bantuan yang diperlukan, kemungkinan besar saya akan mengalami modifikasi epigenetik. Dan jika suatu hari saya menjadi ibu atau ayah, ada kemungkinan anak saya akan mewarisinya dengan konsekuensi pada kesehatan mental yang mungkin sejalan dengan itu..." Epigenetika juga menawarkan harapan, karena perubahan epigenetik dapat menjadi target terapeutik atau memungkinkan diagnosis dini.