Czynniki środowiskowe zmieniają ekspresję genów: epigenetyka i jej wpływ na zdrowie i dziedziczność

Ekspresja genów może ewoluować w oparciu o czynniki środowiskowe, modyfikując epigenom. Wpływy takie jak dieta, starzenie się, przewlekły stres, zanieczyszczenie i tytoń mogą zmieniać ekspresję genów. Według Inserm [Francuski Narodowy Instytut Zdrowia i Badań Medycznych], zjawisko to może być przejściowe, ale niektóre modyfikacje epigenetyczne są trwałe, utrzymując się nawet po zniknięciu sygnału indukującego. Jest to widoczne u palaczy, którzy zachowują modyfikacje epigenetyczne lata po rzuceniu palenia. Te markery epigenetyczne mogą być przekazywane dzieciom, a nawet wnukom. Podczas podziału embrionalnego komórki reagują na sygnały i budują rozwijający się organizm. Inserm wyjaśnia: „Markery epigenetyczne, które następnie zostają umieszczone, muszą być przekazywane podczas podziałów komórkowych, aby komórka wątroby pozostała komórką wątroby, a komórka kości komórką kości”. Podczas holenderskiego głodu pod koniec II wojny światowej dzieci poczęte podczas głodu miały znacznie wyższy wskaźnik cukrzycy i problemów sercowo-naczyniowych w porównaniu z dziećmi poczętymi później. „Zmiany epigenetyczne, które dotknęły matki, zostały przekazane dzieciom. Zmiany te pozwoliłyby dzieciom lepiej znieść głód, ale kiedy jedzenie znów stało się obfite, wywołało to niepożądane skutki uboczne” – podaje This is epigenetic [kanadyjska strona internetowa]. Modyfikacje epigenetyczne są materializowane przez markery biochemiczne na DNA lub histonach, białkach, które strukturują DNA. Metylacja DNA, najbardziej znany marker, blokuje geny, uniemożliwiając ich ekspresję. Inne mechanizmy obejmują małe cząsteczki RNA i potencjalnie nieznane czynniki. Anomalie epigenetyczne przyczyniają się do rozwoju chorób, zwłaszcza nowotworów, z modyfikacjami epigenetycznymi zachodzącymi podczas życia i podziału komórek. „Zmiana tych mechanizmów sprzyjająca transformacji zdrowych komórek w komórki nowotworowe, każda aberracja epigenetyczna może być zaangażowana w karcynogenezę” – stwierdza Inserm. Epigenetyka może również wyjaśniać choroby metaboliczne, takie jak cukrzyca typu 2 i choroby sercowo-naczyniowe, chociaż mechanizmy te są nadal badane. W chorobach neurodegeneracyjnych naukowcy zidentyfikowali nadekspresję genów, które zaostrzają skutki związane z chorobą Alzheimera. Regulacja epigenetyczna jest również podejrzewana w niektórych chorobach psychicznych. Urazy mogą pozostawiać ślady chemiczne na genomach rodziców, potencjalnie przekazywane potomstwu. Badanie podkreśliło marker epigenetyczny u ocalałych z Holokaustu i ich potomków, dotyczący genu związanego z kilkoma zaburzeniami psychicznymi, jak donosi National Geographic. Wywołane urazem zmiany epigenetyczne mogą zatem być przekazywane zarodkowi. Evelyne Josse, psycholog kliniczny i wykładowca na Uniwersytecie w Lotaryngii, podsumowała dla Le Soir [belgijska gazeta]: „Jeśli doświadczę traumatycznego wydarzenia i nie znajdę niezbędnej pomocy, prawdopodobne jest, że przejdę modyfikacje epigenetyczne. A jeśli pewnego dnia zostanę matką lub ojcem, możliwe, że moje dziecko odziedziczy to z konsekwencjami dla zdrowia psychicznego, które mogą iść w parze…” Epigenetyka daje również nadzieję, ponieważ zmiany epigenetyczne mogą stać się celami terapeutycznymi lub umożliwić wczesną diagnostykę.