Epigeneettinen ajautuminen

Epigeneettinen ajautuminen on asteittainen muutos DNA:n metylaatioprofiilissa iän myötä. Oletettavasti tämä on seurausta normaalia metylaatioprofiilia ylläpitävän molekyylilaitteiston epäsäännöllisyydestä [1] [2] . Yksityiskohtainen tutkimus ihmisen DNA:n metylaatioprofiileista on paljastanut joitain yleisiä epigeneettisen ajautuman malleja: CpG-rikkaat promoottorit (joiden joukossa on monia transkriptiotekijägeenien promoottoreita ja organismin kehityksestä vastaavia kasvainsuppressoreita ) hypermetyloituvat vähitellen, kun taas metylaatiokohdat jotka sijaitsevat CpG-köyhillä alueilla, ovat hypometyloituja [1] .

Epigeneettinen ajautuminen on luonnollinen ilmiö, jota esiintyy kaikilla terveillä yksilöillä. Iän myötä se voi kuitenkin muuttua epäsuotuisaksi elämän kannalta, mikä johtaa monimutkaisten sairauksien kehittymiseen. Epigeneettinen ajautuminen on tunnistettu terveiden ihmisten kudoksissa, mutta Alzheimerin tautia sairastavilta potilailta saaduissa kudoksissa se osoittautui huomattavasti voimakkaammaksi [3] .

A. Schumacher ehdotti, että vaikka geneettisten mutaatioiden kertymisnopeus kasvaa lineaarisesti iän myötä, epimutaatioiden kertymisen taso solun epigeneettisen deregulaation tietyn kynnyksen saavuttamisen jälkeen kasvaa eksponentiaalisesti. Kynnyksen saavuttaessa nämä "resonanssivaikutuksesta" johtuvat muutokset voivat häiritä geneettistä ja epigeneettistä homeostaasia, mikä johtaa paljon nopeampaan epigeneettiseen ajautumiseen. Sen nopeus ei voi määräytyä vain yksittäisillä muutoksilla genomissa, vaan se riippuu myös genominlaajuisista systeemisistä mekanismeista.

Oletetaan, että tietyt ympäristövaikutukset voivat johtaa pitkäkestoisten "epigeneettisten jälkien" syntymiseen, erityisesti postmitoottisissa soluissa (neuronit jne.). Näillä jälkillä voi olla negatiivinen vaikutus kehoon jopa vuosia altistuksen jälkeen. Esimerkiksi on havaittu, että altistuminen ksenobioottisille metalleille, erityisesti lyijylle, rotilla niiden kehityksen aikana johtaa APP-geenin viivästyneeseen yli-ilmentymiseen, jolla on ratkaiseva rooli Alzheimerin taudin kehittymisessä. Tämä vaikutus ilmenee jopa 20 kuukauden kuluttua altistumisesta [4] . Epigeneettiseen ajautumiseen liittyvien prosessien ymmärtämiseksi paremmin A. Schumacher ehdottaa paitsi ikään liittyvien sairauksien tutkimista myös satavuotiaiden epigeneettisten profiilien tutkimista. Jos ympäristön muutoksilla on keskeinen rooli epigeneettisessä ajautumisessa, voidaan olettaa, että pitkäikäiset yksilöt kantavat enemmän negatiivisia ikääntymiseen liittyviä epimutaatioita kuin muut populaation jäsenet. Tietyt epigenotyypin monimutkaiset piirteet voivat kuitenkin suojata niitä näiden epimutaatioiden vahingollisilta vaikutuksilta [5] .

Muistiinpanot

  1. 1 2 Teschendorff AE, West J., Beck S. Age-associated epigenetic drift: impplications, and a case of epigenetic thrift?  // Hum Mol Genet. - 2013. - T. 22 , no. R1 . - C. R7-R15 . doi : 10.1093 / hmg/ddt375 . — PMID 23918660 .
  2. Ikään liittyvien sairauksien epigeneettinen epidemiologia  (pääsemätön linkki)
  3. Fraga MF, Ballestar E., Paz MF et ai. Epigeneettisiä eroja syntyy monotsygoottisten kaksosten eliniän aikana // Proc. Natl. Acad. sci. USA. 2005a. V. 102. P. 10604-10609.
  4. Zawia NH, Basha MR Ympäristöriskitekijät ja Alzheimerin taudin kehitysperusta // Rev. neurosci. 2005. V. 16. S. 325-337.
  5. Schumacher A. Epigenetics of Aging Kirjassa: Handbook of Epigenetics: The New Molecular and Medical Genetics. // Tollefsbol, TO (toim.). 2010. Elsevier, Amsterdam, Alankomaat

Katso myös