Die mees opwindende onlangse ontwikkeling in menslike genetika-navorsing is die vermoë om grootskaalse sistematiese studies van genetiese variasie in duisende mense uit te voer. Hierdie genoom-wye assosiasie studies (GWASs) het ons begrip van baie verskillende komplekse siektes herleef.
Maar ten spyte van hierdie vooruitgang, kan ons nog net 'n klein fraksie van die erflikheid van baie gesondheidstoestande verduidelik. In 'n studie wat my laboratorium het net gepubliseer in die wetenskap, wys ons dat 'n persoon se eienskappe sterk beïnvloed kan word deur genetiese variasie in 'n onverwagte deel van die genoom wat in vorige studies oor die hoof gesien is.
Die omgewingsfaktore wat saam met genetika speel om 'n persoon se eienskappe te bepaal, is ook in die baarmoeder teenwoordig. Wanneer die nageslag in die baarmoeder voorkom, is dit moontlik om die eienskappe van 'n nageslag te beïnvloed wanneer hulle volwassenes word, wat hul ma's omgewingsvriendelik ervaar (insluitend dieet, stres, rook). Hierdie "ontwikkelingsprogrammering" word beskou as 'n groot bydraer tot die vetsugepidemie wat vandag gesien word.
'N Sleutelspeler in hierdie proses is epigenetika. Epigenetika is veranderinge wat buite die genoom sit en bepaal watter stukkies DNA om meer aktief of onaktief te maak. Een so 'n verandering behels die merking van DNA met verbindings wat metielgroepe genoem word. Metielgroepe bepaal of gene uitgedruk word (aangeskakel) of nie. Lewerselle en nierselle is geneties identies afgesien van hul epigenetiese punte. Daar is voorgestel dat as gevolg van 'n swak omgewing in die baarmoeder 'n nageslag se epigenetiese profiel sal verander.
In ons studie het ons die nageslag van swanger muise vergelyk toe 'n lae-proteïen dieet (8% proteïen) en 'n normale dieet (20% proteïen) gegee is. Nadat hulle gespeen is, is alle nageslag 'n normale dieet gegee. Ons het toe gekyk na die verskil in die DNA-metilering van die nasate, wat die muise van wie se moeders 'n lae-proteïen-dieet gehad het, vergelyk het met diegene wie se ma's 'n normale dieet gehad het.
Op soek na die verkeerde plek
Aanvanklik het ons niks gevind nie, so dit was 'n groot verrassing, maar toe kyk ons na die ribosomale DNA (rDNA) data en vind ons groot epigenetiese verskille. Ribosomale DNA is die genetiese materiaal wat ribosome vorm - die proteïenbou-masjiene in die sel.
Wanneer selle gestres word - byvoorbeeld wanneer voedingstowwe laag is - verander hulle proteïenproduksie as 'n oorlewingstrategie. In die muise wie se moeders 'n lae-proteïen dieet gevoer het, het ons gevind dat hulle rDNA gemetileer het. Dit vertraag die uitdrukking van hul rDNA en het gelei tot kleiner nakomelinge - soveel as 25% ligter.
Hierdie epigenetiese effekte kom voor in 'n kritieke ontwikkelingsvenster terwyl die nageslag in die baarmoeder is, maar dit is 'n permanente effek wat in volwassenheid bly. So 'n moeder se lae-proteïen dieet terwyl dit swanger is, sal waarskynlik meer ernstige gevolg hê op die nageslag se epigenetiese toestand en gewig as 'n nasate se eie dieet nadat dit gespeen is.
As ons na die basiese genetiese volgorde van die rDNA kyk, het ons 'n nog groter verrassing gekry. Alhoewel al die muise in die studie geteel is om geneties identies te wees, het ons bevind dat die rDNA tussen die individuele muise nie geneties identies was nie - en dat selfs in 'n individuele muis verskillende kopieë van rDNA geneties onderskei was. Daar is dus groot variasie in rDNA wat ook 'n groot rol speel in die bepaling van die eienskappe van nageslag.
In enige gegewe genoom is daar baie kopieë van rDNA, en ons het bevind dat nie alle kopieë van die rDNA op dieselfde manier epigeneties reageer nie. Slegs een tipe rDNA - die "A-variant" - het metilering ondergaan en gewig beïnvloed. Dit beteken dat die epigenetiese respons van 'n gegewe muis bepaal word deur die genetiese variasie van hul rDNA - diegene wat meer A-variant rDNA het, word kleiner.
Heritbaarheid (hoeveel die risiko van 'n siekte word verduidelik deur genetiese faktore) van tipe 2-diabetes is na verwagting tussen 25% en 80% in verskillende studies. Maar net oor 20% van die oorerflikheid van tipe 2-diabetes is verduidelik deur genoomstudies van mense met die siekte.
Die feit dat genetiese variasie van ribosomale DNA lyk so 'n sterk invloed het, dui daarop dat GWAS's by mense 'n belangrike deel van die legkaart kan misloop, aangesien hulle tot dusver net na die enkelkopie deel van mense se genome gekyk het. Genetiese en epigenetiese analise van rDNA by mense kan baie belangrike insigte lewer in 'n verskeidenheid siektes.
Oor Die Skrywer
Vardhman Rakyan, Professor in epigenetika, Queen Mary University of London
Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.
verwante Boeke
at InnerSelf Market en Amazon
