Co je EPIGENETIKA?

Epigenetika je poměrně nový obor, zabývá se změnou chování našich genů, a také tím, jak se  geny  mění následkem chování nás samotných. Jako učebnicový  příklad fungování epigenetiky lze zmínit odpírání krmiva potkaní matce. Když to uděláme, matka změní fungování genů v mozku u svých potomků. Ti se pak jinak chovají a jinak reagují na stresové podněty. Projeví se to u nich ale až v dospělosti. Epigenetika není ale  jen výsadou potkanů. Platí obecně. Statisticky se její vliv potvrzuje i na lidech. V Británii a ve Finsku vědci zjistili, že nedostatečná výživa těhotných žen způsobuje, že jejich potomci mají v dospělém věku více nemocí jako je cukrovka, mrtvice a onemocnění srdce.  

Zvětšit obrázek

Tyto myši jsou geneticky stejné. Mají shodnou stavbu DNA (posloupnost stavebních prvků – nukleotidů je u nich zcela totožná). Přesto se liší barvou a náchylností k onemocněním. Tento stav byl u nich vyvolán výživou. Ta navodila metylaci genů a změnila jejich funkci. Vlastnost se předává na potomstvo.

Existují jevy, kdy jednoduchá složka  výživy (vitamín, jed), nebo vystavení dalším nejrůznějším vlivům vnějších podmínek (může jít i o chování), tlumí a nebo zesiluje účinek genů. Funkčnost genů lze ovlivnit k lepšímu, i k horšímu.A pokud se tak děje bez toho aniž by vlastní genetický kód  jakkoli změnil, jde o epigenetiku. 
Jde o to, že vystavení vnějším podmínkám spouští v těle chemické změny, některé z nich mobilizují skupinu molekul , kterým říkáme metylové skupiny. Metylové skupiny se dokáží  přitulit ke spuštěným  genům, a přilepit se na jejich řídící úseky. Tím  jejich funkčnost na čas utlumí. Umí ale i působit opačně, výkon jiných genů zase posílit. Epigenetickými vlivy se účinek genu dá posouvat od jedné mezní polohy ke druhé. Vlastnost, kterou gen řídí se tak může měnit, alteruje.

Hádat se o to, zda mají větší vliv na naše zdraví a na náš vývoj geny, nebo vnější prostředí, je nesmysl. Obojí je spolu nerozlučně provázáno spletitým předivem vztahů. Nejen strava, ale nyní už i prožitek se může projevit prostřednictvím vyvolaných biochemických změn, které ve svém důsledku  určují genům zda se mají projevit, jak moc se mají projevit. 

Zajímavé je, že ačkoli k těmto změnám dochází nejčastěji ve stádiu embryonálního a nebo  fetálního vývoje, výsledek ve formě náchylnosti k nemocem, a nebo změn v chování, se ukáže až v dospělosti. To znamená, že toto ovlivnění genů určitou dobu trvá a může se tedy přenášet z jedné na další generaci. Dalo by se říci, že epigenetické děje tedy jaksi sedí až na samém vrcholu genetického řízení. Zapínají a vypínají geny, a nebo jejich výkon, podle potřeby, jen jemně korigují. Je prokázáno, že porucha v metylaci genů buněk, které dávají vznik buňkám krevní řady, spouští vznik  leukémie. Naše poznání epigenetických vlivů je na samém počátku, je však jisté, že jde o velmi rozšířený jev, který dokáže pomáhat i škodit.  

  

Zvětšit obrázek

Epigenetické děje nám tak vnášejí do klasické genetiky mendelisticky dědičných znaků pěkný zmatek.

Dobrá zpráva – epigenetické děje jsou vratné
Zatímco děje genetické (poškození genu) jsou většinou děje nevratné, epigenetické děje (zmíněná metylace genů) je dějem reverzibilním. Geny lze demetylovat. Znovu se zde nabízí ono přirovnání metylových skupin k nalepené žvýkačce. Obojí na nějakou dobu přispěje k tomu aby vypínač byl sepnut, pak ale za nějakou dobu odpadnou. Sundání metylových skupin lze urychlit, a to stejným způsobem jakým došlo k jejich nalepení –  změnou výživy, prožitím jiných zkušeností (místo stresu klídek), a nebo podáním syntetických účinných látek.

 Epigenetika nás přesvědčuje, že chování genů je tvárnější, než jsme si kdy byli ochotni připustit. Význam znalosti genomu je tak trochu odsunut na méně významnější kolej. Tvrzení, že za daným projevem choroby je „určitě“ nějaký zmutovaný gen, se ukazuje být v řadě případů nesmyslným. Mnohdy se totiž o žádnou mutaci nebude jednat. Dramatický růst obezity, srdečních příhod, cukrovky a dalších poruch u obyvatel bohatých zemí se ukazují být ve své podstatě epigenetickými jevy, které zřejmě mají svůj původ v narušeném embryonálním vývoji.

 

Moshe Szyf prokázal, že mateřská péče mění v mozku potomka nastavení jeho genů. To se u něj v dospělosti projeví ovlivněním hladiny stresového hormonu v krvi.

Jako důkaz těchto tvrzení se hodí znovu zmínit pokus s obohacováním krmiva u pokusných myší, které vede k tomu, že potomci těchto myší změní barvu. Jde o to, že pokud mají březí myši v potravě dostatek čtveřice lá
tek, kterými jsou vitamín B12, kyselina listová, cholin a betain, dojde u potomku ke změně jejich barvy. Tyto látky dokáží metylovat agouti gen (žlutá barva srsti) a potomci se rodí hnědí. Důležitější ale než to, že se potomci rodí s jinou barvou srsti je skutečnost, že současně tato změna snižuje u potomků jejich náchylnost k obezitě, diabetes a nádorovému bujení. Vyplývá to ze srovnání výskytu  těchto chorob u potomků myší, které přídavek těchto látek do krmiva dáván nebyl.
Výživa není jen něco co navodí prchavé změny, které se týkají jen nás. Geny si  metylaci nějakou dobu „pamatují“. Existují důkazy o tom, že nejsme ovlivněni jen tím co jíme nyní, ale i tím co jedli naši rodiče, nebo dokonce prarodiče.

 Epigenetické vztahy odhaluje statistika
V zemích jako je Indie a Čína jsou doby hojnosti občas střídány  hladomory s nedostatečnou výživou. Děti, které jsou v matčině těle epigenetickými mechanismy „softvérově“ naprogramovány na narození do konkrétních podmínek, a ukáže-li se že tyto podmínky jsou nakonec jiné, způsobuje to u celé jedné generace potomků pohromu.
Nemusíme však chodit až do Číny. Stačí se podívat do Finska, kde se prokázal vztah nízké porodní váhy novorozenců k náchylnosti ke koronárnímu onemocnění srdce, cukrovce, vysokému krevnímu tlaku, mozkové mrtvici a dokonce i k osteoporóze.  Na velkých souborech tamní populace se ukázalo, že děti s nízkou porodní hmotností jsou od svých vypasenějších biologicky odlišní. Nemluvňata „prckové“ nemají tak hustou síť nefronů v ledvinách, jejich metabolismus je změněn, jsou mnohem méně vnímaví na hormon inzulin,…  Nedostatečná výživa tahá za nitky epigenetiky i v naší staré dobré Evropě a nastavuje geny tak, že jejich nositelé reagují,  po opuštění matčina lůna, na vnější podmínky odlišně.  
Představa, že nemoci srdce jsou jen o našem chování ve středním věku je pasé. Přibývají důkazy, že na našem zdravotním stavu se  velkou měrou podílí to, co nemůžeme sami ovlivnit, je to chování našich rodičů. Vlastně to není žádný alibismus když prohlásíme, že za hodně špatných věcí na nás nemůžememy ale naši rodiče, a že že nám to způsobili tím jak se chovali a v jakých podmínkách žili. A chybu neuděláme, když toto tvrzení rozšíříme i o rodiče jejich rodičů.

Zvětšit obrázek

Randy L. Jirtle: „Epigenetikými ději změněný genom neznamená jen jinou barvu srsti, je to také o náchylnosti k obezitě, diabetes, leukémii a dokonce i o chování.“ (  Duke University Medical Center)

Výživa je ale jen jedním z hráčů, které ve své sestavě epigenetika má. Všichni známe známou věc, že    mateřská péče dává dětem vzory chování, které se projevují až poté co si zakládají vlastní rodiny. Netušili jsme, že i za tím stojí epigenetika, a že jde o děje, které mění utváření mozku.  Jasný důkaz v tomto směru nyní poskytl  Moshe Szyf, který  je profesorem farmakologie na McGill University v kanadském Montrealu a se svým kolegou Michaelem Meaneyem z McGill University se věnovali mateřskému chování potkanů. Ukázalo se, že chování vyvolává změny v mozku. Změny se týkají glukokortikoidových receptorů, které řídí hladinu stresového hormonu, který se do krve uvolňuje z nadledvinek. Potkánci o které jejich máma málo pečovala, málo je olizovala, měli v dospělosti vyšší hladiny stresových hormonů v krvi. Syzf dokonce odhalil mechanismus, který za tím stojí. Může za to nedostatečná metylace  genu pro receptor glukokortikoidu.

Je to dost převratný objev, protože dokazuje, že to co ovlivňuje chování není jen genová výbava, ale že prostřednictvím úpravy, nebo chcete-li korekce způsobené metylací těchto genů, se na pozdějším chování jedinců podepisuje chování matky. Snad jen, aby nedošlo k mystifikaci, je třeba zdůraznit, že se jedná o korekci genů ve smyslu jejich projevu, nikoli ve smyslu změny jejich zápisu v DNA, tedy sekvence nukleotidů. Prostě – jen taková ta  žvýkačka na vypínači.

Netušené možnosti epigenetiky

Když  Szyfův tým vpravil malým potkanům injekcí do mozku obyčejnou aminokyselinu metionin, přimělo to jejich mozkové geny k jejich větší metylaci, nadledvinky pak takto ošetřených potkanů tvořily v jejich dospělosti méně stresového hormonu. Pokud jim ale výzkumníci dali do mozku látku s opačným efektem (demetylačním), mělo to na potkany opačný účinek. Je nasnadě, že bude jen na nás lidech co si z této pandořiny skříňky vybereme. Doufejme, že to budou jen ty lepší věci. Třeba náprava špatne nastavených genů u sirotků, týraných dětí… 

Napsat komentář