Эпигенетика и влияние среды на гены

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение
2. Понятие эпигенетики и основные молекулярные механизмы регуляции
3. Метилирование ДНК и модификация гистонов как ключевые эпигенетические процессы
4. Влияние питания, стресса и среды обитания на эпигеном
5. Трансгенерационное эпигенетическое наследование: факты и гипотезы
6. Эпигенетика и заболевания: онкология, психиатрия, метаболический синдром
7. Заключение
8. Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Эпигенетика изучает наследуемые изменения экспрессии генов, не связанные с изменениями нуклеотидной последовательности ДНК. Сам термин был введён Конрадом Уоддингтоном в 1942 году, однако молекулярные механизмы эпигенетической регуляции были раскрыты лишь в конце XX века. Метилирование цитозина в CpG-динуклеотидах, описанное Адрианом Бёрдом в 1980-х годах, стало первым хорошо охарактеризованным эпигенетическим механизмом.

Влияние факторов среды на эпигеном убедительно продемонстрировано в эксперименте Рэнди Джиртла и Роберта Уотерленда (2003) на мышах линии Agouti: добавление метильных доноров (фолиевой кислоты, холина, бетаина) в рацион беременных самок приводило к метилированию гена Agouti и рождению потомства с нормальной окраской и массой тела вместо жёлтых тучных мышей. Голландский голод зимы 1944–1945 годов (Hongerwinter) показал, что пренатальное недоедание вызывает устойчивые эпигенетические изменения у потомства, сохраняющиеся спустя 60 лет.

Современные исследования выявляют эпигенетические эффекты хронического стресса, физической активности, загрязнения воздуха и даже социального окружения. Работы Майкла Мини (Университет Макгилла) показали, что материнская забота у крыс изменяет метилирование промотора гена глюкокортикоидного рецептора NR3C1 в гиппокампе, влияя на стрессовую реактивность потомства на протяжении всей жизни.

Вопрос о трансгенерационном эпигенетическом наследовании остаётся дискуссионным: исследования Маркуса Пембри на когорте Эверкаликс (Швеция) свидетельствуют о влиянии режима питания дедов на показатели здоровья внуков, однако механизмы такой передачи через зародышевые клетки до конца не выяснены.