64 ZDROWIE I URODA
Instrukcja obsługi człowieka Autor: Agnieszka Mielcarek
Masz przed sobą wszystkie części niezbędne do zbudowania zegarka: koła zębate, śrubki, sprężyny, wskazówki i cyferblat. Powiedz mi na ich podstawie, która jest godzina?
n
awet do złożenia zegara, jeśli nie mamy doświadczenia, konieczna jest precyzyjna instrukcja. Dla naszego genomu śrubkami, kołami zębatymi czy sprężynami są geny, a także fragmenty nieniosące (na pierwszy rzut oka) żadnej informacji genetycznej. Takie genetyczne śmieci. Zsekwencjonowanie ludzkiego genomu dostarczyło wszystkich części, z których możemy zbudować nasz „zegar”, lecz naukowcy nadal nie wiedzą, jak go skonstruować. Kluczem do zrozumienia, co sprawia, że jesteśmy tymi, a nie innymi osobami, może być epigenetyka.
Wielkim przełomem w nauce było odczytanie ludzkiego genomu. Początkowo nawet nie wiedziano, ilu genów się spodziewać w naszym materiale genetycznym. 27 tysięcy? 160 tysięcy? Okazało się, że do zbudowania człowieka koniecznych jest zaledwie 25 tysięcy genów. Mniej więcej tyle, ile ma ich rzodkiewnik pospolity. Ponad dwa razy mniej niż mają zboża. Mimo to w naszym genomie odnaleziono 3 miliardy par zasad. Początkowo założono, że nukleotydy, które nie są zaangażowane w budowanie genów, są zbędnymi pozostałościami ewolucyjnymi. Dziś uważa się, że są „instrukcją obsługi” ludzkich genów. Co skłoniło naukowców do takie spojrzenia na pozornie śmieciowe fragmenty DNA? Chociażby fakt, że pomimo dokładnie takiego samego materiału genetycznego komórki wiedzą, że mają się różnicować. Niektóre z nich stają się komórkami wątroby, inne neuronami, jeszcze inne budują ścianę żołądka. Nie bez znaczenia są także, niemal szarlatańskie, eksperymenty, przeprowadzone przez naukowców z Empory University School of Medicine Atlanta czy z Duke University. Strasznie wiśnie W opublikowanym w czasopiśmie „Nature Neuroscience” artykule badacze opisywali myszy, u których wywołana została reakcja lękowa na zapach wiśni. Udowodnili, że jest ona przekazywana z pokolenia na pokolenie, lecz nie przez wychowanie, a przez mechanizmy genetyczne. Naukowcy rozpylali w pomieszczeniu z myszami zapach wiśni i razili zwierzęta prądem. Spowodowało to, że zapach czerwonych owoców był wychwytywany przez zwierzęta przy coraz mniejszych stężeniach, ponieważ doszło u nich do zmian w pewnym receptorze (M71). Od samców, które bały się zapachu wiśni, naukowcy pobrali spermę i zapłodnili nią samiczki. Potomstwo tych samców nigdy nie widziało swoich ojców. Ze zdumieniem badacze zauważyli, że lęk przed zapachem wiśni „przeniósł” się także na następne pokolenie. Potomstwo nerwowo reagujące na wiśnie miało więcej receptorów M71 niż myszy z niebojących się rodziców. Co ciekawe, strach ten był przenoszony także na kolejne pokolenia. Gruby na zawsze? Badacze w laboratoriach wyhodowali specjalną odmianę myszy, na których dogodnie sprawdza się modele ludzkich chorób. Myszy agouti są żółte, grube i chorują na cukrzycę. Doktora Jirtle z Duke
Fot. Materiały prasowe
Epi – czyli nad
University zastanowiło, czy zmiana żywienia mysich mam może zmienić cechy potomstwa. W celu sprawdzenia swojej hipotezy, że to, co je matka w ciąży jest bardzo ważne dla jej dzieci, postanowił mysim mamom odmiany agouti zmienić dietę na bardziej zdrową. Podawał im więcej witamin z grupy B, więcej kwasu foliowego i soli mineralnych. Ze zdziwieniem stwierdził, że potomstwo matek ze zmienionymi nawykami żywieniowymi wyrosło na zdrowe, brązowe i sprawne myszy. Jakby nagle „złe geny” zostały wyłączone. Włącznik genów Badacze uznali, że za przenoszenie lęku czy diametralną zmianę wyglądu potomstwa odpowiadają przełączniki epigenetyczne. Są to rozmaite czynniki, powodujące wyciszenie lub pobudzenie różnych genów. Mogą być indukowane zmianami środowiska, takimi jak jedzenie, picie, leki, promieniowanie czy toksyny. Dokładny mechanizm przenoszenia zmian epigenetycznych nie jest znany. Istnieją pewne teorie, tłumaczące, jak takie zmiany zachodzą i w jaki sposób są dziedziczone. Pierwsza z nich mówi, że odpowiedzialne za to jest microRNA. Są to fragmenty RNA, które nie kodują, ale regulują około 30% wszystkich ludzkich genów. Mają one zdolność do metylacji DNA, czyli przyłączenia do niego grupy metylowej. W ten sposób geny mogą być wyciszone lub pobudzone w odpowiednim czasie. Druga teoria mówi, że przełącznikami epigenetycznymi są hormony, przede wszystkim hormon stresu. Być może to on zmienia nasze geny w komórkach rozrodczych, co pozwala na przekazywanie cech. Przed naukowcami stoi jeszcze wiele problemów, które być może da się wytłumaczyć zjawiskami epigenetycznymi. Zrozumienie mechanizmu epigenetyki być może pozwoliłoby na wydłużenie naszego życia lub pozbycie irracjonalnych lęków, które mogą być strachem naszych przodków.