Bilgi

IVF (ve ilgili teknolojiler) epigenetik işaretleri nasıl değiştirebilir?

IVF (ve ilgili teknolojiler) epigenetik işaretleri nasıl değiştirebilir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Voltaj kapılı bir potasyum kanalını kodlayan KCNQ1'i okuyordum ve bunun sadece anne tarafından ifade edildiğini keşfettim. Bu, aynı zamanda epigenetik olarak da düzenlenen (yalnızca baba tarafından ifade edilen) kodlamayan bir RNA olan KCNQ1OT1 tarafından düzenlenir. KCNQ1OT1'deki mutasyonlar, Beckwith-Wiedemann Sendromu (BWS) ile ilişkilidir.

Daha fazla okuma, KCNQ1'de metilasyon kaybı nedeniyle ART ile ilgili (yardımcı üreme teknolojisi) BWS vakalarının bulunduğunun keşfedilmesine yol açtı.

Bununla birlikte, bu makale, kültürlenmiş insan embriyonik kök hücrelerinde KCNQ1OT1 metilasyonunun epigenetik stabilitesini buldu, bu da bana KCNQ1'in de uygun şekilde metillenmiş olabileceğini düşündürüyor.

Öyleyse, epigenetik işaretlerin kalıtımını bozabilecek yardımcı üreme teknolojileri tam olarak ne yapıyor (bu, hESC'leri kültürlemek yapmaz)? (Bu herhangi bir gen için anlaşıldı mı?)


Geçen yıl bazı genetikçilerin tüp bebek tekniklerinin genetik sorunlar üzerindeki etkisini incelemeye başladıkları bir konuşmadaydım. Yapılan iş ve ilgili danışanların eğilimleri nedeniyle bu konu çok fazla çalışılmamıştır. Biri, zigotlar hala kullanıldığı için, metilasyon modellerinden dolayı çok fazla epigenetik etki olmayacağı varsayılıyor - aynı hücre stokları in vitro ve in vivo olarak kullanılıyor.

Doğal seleksiyon sürecinden dolayı genetik üzerinde bir etkisi olabilir. Spermatogenez ve oogenez oldukça seçici bir süreçtir; yumurtalıklar tarafından üretilen yumurtanın sadece küçük bir kısmı hiç olgunlaşır ve üretilen spermin büyük bir yüzdesi hareketli değildir veya başka düzensizlikleri vardır. Döllenme sırasında, sperm rekabeti açıkça 250 milyonda biri hariç hepsini dışarı atar. Ayrıca fallop tüplerinde, spermi döllenmeden önce birkaç (5'e kadar) depolayabilen süreçler olduğu görülmektedir.

Bu nedenle, güçlü bir şekilde kurulmamış olsa da, çeşitli IVF işlemlerinin in vivo fertilizasyondan ne kadar farklı olduğu görülebilir. Bu, epigenetik faktörler üzerinde bir etkiye sahip olabilir, ancak farklı spermler Mayoz nedeniyle genetik olarak değişiklik gösterir ve bu, sonuçta büyük bir genetik çeşitlilik kaynağı olacaktır.


Bu yıl Keystone Sempozyumu, DNA metilasyonu ve epigenomik üzerine eş zamanlı toplantılara ev sahipliği yaptı. İki toplantı arasında ortaklaşa birden fazla oturum düzenlendi ve toplamda her iki toplantıdaki katılımcı sayısı Keystone'da şimdiye kadarki en büyüklerden biriydi. İki toplantının dikkate değer bir yönü, yeni tek hücreli epigenetik profillemeden ligasyonsuz Hi-C'ye kadar (Tablo 1), son zamanlarda geliştirilen, nispeten çok sayıda yeni ve giderek daha güçlü epigenetik teknolojiydi. Toplantıda, özellikle farklılaşma ve gelişimin epigenetiğinin yanı sıra hastalık, pluripotens ve kök hücreler gibi pek çok yeni bulgu ve yeni kavram da tartışıldı. Toplantı, kanserde değişen DNA metilasyon bölgeleri ve değişen baz bileşimi bölgeleriyle örtüşen beyin genomları hakkında rapor veren Adrian Bird'ün (Edinburgh Üniversitesi, Birleşik Krallık) Açılış Konuşması ile başladı. AT açısından zengin DNA bölgeleri nispeten daha az metillenirken, CG açısından zengin bölgeler nispeten daha fazla metillenir, bu da genomdaki baz bileşiminin metilomu etkilediği yönünde spekülasyonlara yol açar. DNA'ya bağlı proteinlerin DNA metilasyonunu etkilediği bilinmektedir ve bu proteinler de DNA baz bileşiminden etkilenir.

Epigenetikteki anahtar sorular, hücre farklılaşmasını neyin yönlendirdiği ve bu kromatin işaretlerinin veya DNA metilasyonunun oluşturulması sürecindeki rolü nedir? Bununla ilgili olarak, başlangıçta kromatin veya DNA metilasyon kalıpları nasıl hazırlanır ve genetik veya epigenetik varyasyon gelişimi nasıl etkiler? Bu sorulara odaklanan bir dizi konuşma yapıldı. İlk olarak, Alexander Meissner (Harvard Üniversitesi, Broad Institute, ABD), embriyonik kök hücreler (ESC'ler) endoderm içinde farklılaşırken hedeflenen DNA metilasyonunu tartıştı. ESC'lerin farklılaşmasında DNA (sitozin-5)-metiltransferaz 3A'nın (DNMT3A) nakavt edilmesi (KO), elde edilen metilasyon eksikliğine yol açar yeni gibi genler de dahil olmak üzere birçok sitede nanog ve Foxa2. Bununla birlikte, hücreler farelere enjekte edildiklerinde hala teratomlar oluşturabilirler. Hem DNMT3A hem de DNMT3B'nin devre dışı bırakılması, çok yavaş oranlarda da olsa, geçişe bağlı DNA metilasyonu kaybına neden olur. İlginç bir şekilde, DNA (sitozin-5)-metiltransferaz 1'in (DNMT1) silinmesi, ESC'lerde hücre ölümüne neden olur. Ryan Lister (Batı Avustralya Üniversitesi, Avustralya) yeni gen promotörlerinde meydana gelen metilasyon (yalnızca) gen susturulmasından sorumludur. Bir çinko parmak-DNMT3A füzyon proteininin ekspresyonunu indükleyerek hücrelerde epigenetik manipülasyonu tanımladı ve yüksek düzeyde yaygınlık ile sonuçlandı. yeni gen promotörlerinin metilasyonu. Çarpıcı bir şekilde, promotör DNA metilasyonundaki kazanımlar, birçok gen promotöründe aktif histon işaretleri ile aynı anda var olur ve çoğu geni transkripsiyonel olarak baskılamak için yetersizdir. Çinko parmak-DNMT3A aşırı ekspresyonunun kaldırılması, metillenmemiş bir duruma hızlı bir dönüşe yol açar. Bing Ren (Kaliforniya Üniversitesi, San Diego, ABD), geniş alelik önyargıları ve hem kromatin durumunda hem de aynı insan dokularından transkripsiyonda önemli varyasyonları ortaya çıkaran yeni, kromozom kapsayan haplotip yeniden yapılandırma stratejisinin (HaploSeq Tablo 1) oluşturulmasını tanımladı. farklı bireyler. Kromatin durumunun alelik farklılıkları şunları içerir: cis- düzenleyici elementler ve lokal dizi varyasyonları nedeniyle transkripsiyon faktörü bağlanmasındaki alelik farklılıklar ile ilişkilidir.


Arka plan

Çoğunlukla intrauterin tohumlama (IUI) ve in vitro fertilizasyon (IVF) olmak üzere yardımcı üreme teknolojileri (ART), birçok çiftin kısırlığın üstesinden gelmesine yardımcı olmuştur. Dünya çapında milyonlarca çocuk ART yoluyla dünyaya gelmiştir ve şu anda bazı Avrupa ülkelerinde doğumların >%4'ünü oluşturmaktadır [1].

Bu çocukların çoğu sağlıklı kabul edilse de, ART'nin epigenetik deregülasyonla potansiyel olarak bağlantılı bir dizi komplikasyon üzerindeki potansiyel sonuçları hakkında artan bir farkındalık vardır [2].

Epidemiyolojik çalışmalar, YÜT kullanımından sonra doğan tekillerin, olumsuz perinatal sonuçlar (örneğin, taze embriyo transferlerinden sonra düşük doğum ağırlığı ve anormal plasentasyon) riskinin arttığını göstermektedir [3, 4]. Ayrıca, ART ile gebe kalan yavrularda Beckwith-Wiedemann (BWS), Russell-Silver (SRS), Angelman (AS) ve Prader-Willi (PWS) sendromları gibi nadir damgalama bozuklukları riski de yüksektir [5,6,7] ,8,9,10]. Ancak, rapor edilen nispi risklerde (Ek dosya 1: Tablo S1), çoğunlukla önemli metodolojik heterojenlik ile açıklanabilecek önemli farklılıklar vardır (bulgular çoğunlukla gönüllü kayıtlardan veya nispeten küçük popülasyonlardan elde edilmiştir). Bununla birlikte, bu alandaki sistematik incelemeler, önemli sayıda çocuğu değerlendirmeyi mümkün kılmıştır. Bir derlemede, Vermeiden ve Bernardus, BWS'li bir çocuğun doğumunun ART ile anlamlı şekilde ilişkili olduğunu ve havuzlanmış rölatif riskin 5,2 [%95 GA 1,6–7,4] olduğunu tahmin etmiştir [11]. Benzer şekilde, sistematik bir gözden geçirme, ART ile gebe kalan çocuklarda herhangi bir damgalama sendromunun birleşik olasılık oranının, doğal yolla gebe kalan çocuklarla karşılaştırıldığında 3.67 [%95 GA 1.39-9.74] olduğunu göstermiştir [12]. Yakın tarihli bir meta-analizde, ART sonrası gebelik ile dört damgalama koşulu (BWS, SRS, AS, PWS) arasında hala pozitif bir ilişki bulundu; bunlar arasında BWS'nin özet olasılık oranı 5.8 [%95 CI 3.1–11.1] [%95 CI 3.1–11.1] [ 13]. Son derece nadir olduğu için SRS ile ilgili herhangi bir sonuç çıkarmak zordur [11], ancak ART tedavisi ile pozitif bir ilişki olması muhtemeldir [13]. AS veya PWS insidansı ile IVF tedavileri arasında anlamlı bir ilişki bulunamamıştır [11]. YÜT çocuklarında bu son iki sendromda doğurganlık sorunları yer alabilir [11], ancak herhangi bir meta-analizin sonuçları, katkıda bulunan çalışmaların sınırlamaları ışığında yorumlanmalıdır.

Perikonsepsiyonel dönemde, genom çapında epigenetik yeniden programlama meydana gelir [14, 15]. Bu yeniden programlama, yavruların doğru gelişimi ve gelecekteki sağlığı için çok önemli olan damgalamayı içerir. ART'nin birçok manipülasyonu ve süreci (örneğin hormonal stimülasyon, embriyo manipülasyonu, kültür ve kriyoprezervasyon) epigenetik yeniden programlama ve damgalama (yani dişi gametogenez ve preimplantasyon embriyo gelişimi sırasında) ile eşzamanlıdır ve ART'nin kendisinin epigenetiği ve genomik izlerin oluşturulması/sürdürülmesi. Önemli olarak, doğal olarak tasarlanan BWS çocuklarının moleküler etiyolojilerinin aksine, ART ile tasarlanan BWS'nin neredeyse tamamı tipik olarak damgalama kontrol bölgelerinde epigenetik işaretlerin kaybolmasına rağmen meydana geldi (IVF/ICSI'den sonra doğan BWS'li çocukların yaklaşık %95'i ve genel olarak %50'si). nüfus) [11]. Ancak, Hollanda'da BWS, PWS veya AS'li çocuğu olan ailelerde yapılan bir çalışmada vurgulandığı gibi, ebeveynlerin infertilite/subfertilite durumu da bu bozuklukların görülme sıklığının artmasında rol oynayabilir [9]. İlginç bir şekilde, polikistik over sendromu (PCOS) [16] veya endometriozis [17] gibi bazı kadın kısırlık sendromlarının epigenetik değişikliklerle ilişkili olduğuna dair artan kanıtlar vardır.

Bununla birlikte, şimdiye kadar, belirli ART türleriyle veya kadın kısırlığının altında yatan nedenlere bağlı olarak damgalama ile ilgili hastalık riski değerlendirilmemiştir. Bu nedenle, bu kapsamlı ulusal kohort çalışmasının ilk amacı, taze (taze-ET) veya donmuş (FET) embriyo transferleri, intrauterin tohumlama (IUI) veya doğal konsepsiyon sonrası doğan bekarlarda imprinting ile ilgili bozuklukların prevalansını karşılaştırmaktı. NC). İkinci amacımız, kadın kısırlığının üç ana tipinin (yani endometriozis, PKOS ve primer yumurtalık yetmezliği [POI]) bu damgalama ile ilgili hastalıkların prevalansı üzerindeki rolünü incelemekti.


Hastalık Bağlantıları

Güney Kaliforniya Üniversitesi Norris Comprehensive direktörü Peter Jones, şimdiye kadar yürütülen tüm epigenetik araştırmaları arasında en kapsamlı şekilde incelenen hastalığın kanser olduğunu ve epigenetik süreçleri kanserle ilişkilendiren kanıtların son derece ikna edici hale geldiğini söylüyor. Kanser Merkezi. Dünyanın yarısında, Toshikazu Ushijima aynı fikirde. Japonya'nın Ulusal Kanser Merkezi Araştırma Enstitüsü'nün Karsinojenez Bölümü şefi, epigenetik mekanizmaların kanser alanındaki en önemli beş düşünceden biri olduğunu ve bilinen genetik değişikliklerin üçte biri ila yarısına neden olduğunu söylüyor.

Diğer birçok sağlık sorunu dikkat çekti. Derginin Kasım 2013 Aralık 2005 sayısında yayınlanan araştırmaya göre, epigenetik bağışıklık sistemi etkileri meydana gelir ve tersine çevrilebilir. Proteom Araştırmaları Dergisi Wake Forest Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde romatoloji doçenti olan Nilamadhab Mishra ve meslektaşları tarafından. Ekip, farelerde anormal histon modifikasyonu ile lupus benzeri semptomların altında yatan mekanizmalar arasında özel bir bağlantı kuran ilk kişi olduğunu söylüyor ve araştırma aşamasındaki bir ilacın, trikostatin A'nın değişiklikleri tersine çevirebileceğini doğruladılar. İlaç, iki histon bölgesindeki hipoasetilasyonu düzelterek anormal histon modifikasyonunu sıfırlıyor gibi görünüyor.

Lupus, Ann Arbor Gazi İşleri Tıp Merkezi'ndeki Romatoloji Bölümünün şefi ve Michigan Üniversitesi Tıp Fakültesi'nde profesör olan Bruce Richardson'ın da odak noktası olmuştur. dergisinin Mayıs 2013Ağustos 2004 sayısında yayınlanan çalışmalarda Uluslararası İmmünoloji İncelemeleri ve Ekim 2003 sayısında Klinik İmmünoloji, kalp ilacı pro-kainamid ve antihipertansif ajan hidralazin gibi farmasötiklerin bazı insanlarda lupusa neden olduğunu kaydetti ve bu ilaçlara maruz kalan farelerde lupus benzeri hastalığın DNA metilasyon değişiklikleri ve benzer sinyal yollarının kesintiye uğraması ile bağlantılı olduğunu gösterdi. insanlarda olanlar.


Bağlantılar

Sistem Biyolojisi Programı, Genomik Düzenleme Merkezi (CRG), Barselona Bilim ve Teknoloji Enstitüsü, Barselona, ​​İspanya

Marcos Francisco Perez ve Ben Lehner

Universitat Pompeu Fabra (UPF), Barselona, ​​İspanya

Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Barselona, ​​İspanya

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Katkılar

M.F.P. ve B.L. el yazması yazdı.

Sorumlu yazar


4. Yaşam Bilimlerinde Epigenetik Araştırmaların Erişimi

4.1. Nesiller Arası ve Nesiller Arası Epigenetik

Anketin ilk aşaması, nesiller arası oluşumların göreceli sıklığını belirledi. vs. nesiller arası epigenetik makaleler. Bu iki özel terimin ikincil arama terimi olarak fiili kullanımı üretken değildi: tüm epigenetik makalelerin sadece %1'inden biraz fazlası, fiilen bu sıfatlardan birini veya her ikisini içeriyordu. Daha sonra, bu anket için beş ana epigenetik makale kategorisi oluşturuldu. “mekanizma”, “hastalık” ve “gelişim ve yaşlanma” terimlerini (ve bunlarla ilgili konuları) içeren epigenetik makaleler, nesiller arası bir bakış açısını daha fazla temsil ederken, " x0201cevolution” ve “inheritance”, onlar için nesiller arası bir bileşene sahip epigenetik makalelerin daha temsilcisi olarak kabul edildi (ne kadar az olursa olsun) Elbette, kalıtımın mekanizmasını tartışan nesiller arası epigenetik makaleler var ve bunlar hem “mekanizma” hem de ȁgelişme” kategorisinde temsil edilmelidir. Bununla birlikte, Şekil l'den de anlaşılacağı gibi, epigenetik çalışmaların odak noktasının çoğu, yaklaşık olarak eşit ölçüde mekanizma ve hastalık durumları üzerindeydi. Gerçekten de, epigenetiğe atıfta bulunan makalelerin %7'si evrimden ve/veya kalıtımdan da söz etmiştir. Kayda değer bir nokta, kuşaklar arası epigenetik çalışmaları, hastalık/patolojilerin birçok epigenetik kalıtım örneğini ortaya çıkarmış olsa da (örneğin, [3,27,28]), uyumsuz modifiye fenotiplerin epigenetik kalıtımı, “here ve şimdi& #x0201d Bireyin yaşam süresinde gelişen hastalıklar. Bu bulgular şaşırtıcı değildir, çünkü epigenetik literatürü içeren bir makale örneğinin hızlı bir incelemesi bile, yoğun bir şekilde tartışıldığını ortaya koymaktadır. mekanizmalar epigenetik fenomenlerin, özellikle insan sağlığı ve hastalıklarıyla ilgili oldukları için. Ek olarak, hiç kimsenin şaşırmadığı bir şekilde, finansman, epigenetik çalışmaların büyümesini büyük ölçüde sağlayan hastalığı ve önlenmesini ve tedavisini takip eder.

PubMed veritabanından (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/) alınan ve 𠇎pigenetic(s)” arama terimlerini ve beş odaktan birini içeren yayınların göreli dağılımını gösteren radar diyagramı alanlar. Sağdaki grafik, radar diyagramında belirtilen her bir çalışma alanından çıkan epigenetik kağıtların yüzdesine dayalı olarak nesiller arası ve nesiller arası epigenetik arasındaki bir gradyanı gösterir. Bu nedenle, “gelişme ve yaşlanma” veya “hastalık” terimlerini içeren epigenetik makalelerin evrim gibi nesiller arası sorunları ele alma olasılığının daha yüksek olduğu varsayılırken, epigenetik makalelerin „vrim” veya ȁkalıtım”'den bahseder. x0201d'nin nesiller arası epigenetik olaylara odaklanma olasılığı daha yüksek olarak görülüyor. Ek bir tartışma için metne bakın.

4.2. Epigenetik ve Takson

Anket daha sonra, 𠇊nimals”, “plants”, 𠇏ungi”, “protists”, �teria&#x'nın ikincil arama terimlerini (ve sıfatlarını) kullanarak epigenetik makalelerin taksonomik dağılımını araştırdı. , 𠇊rchaebacteria” ve “viruses” [29]. Epigenetik makalelerin yaklaşık %60'ı 𠇊nimal(s)” arama terimini içeriyordu.

%10'u “plant(lar)” ve diğer ana taksonlardan herhangi birinden özel olarak bahsedilen ihmal edilebilir sayıda epigenetik makale içeriyordu ( Şekil 2 A).

PubMed veri tabanından (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/) alınan epigenetik üzerine yayınların nispi dağılımını gösteren radar diyagramı. (A) 𠇎pigenetic(s)” arama terimlerini içeren yayınların dağılımı ve yedi biyolojik taksondan biri (B) 𠇎pigenetic(s)” arama terimlerini içeren yayınların dağılımı ve 12 biyolojik alandan biri.

4.3. Epigenetik ve Biyolojik Alan

Anket daha sonra 12 ana biyolojik alandan birini içeren epigenetik makaleleri ele aldı ( Şekil 2 B). Büyük çoğunluk (

Gerçekte tartışılmamışsa bile, belirli bir biyolojik alandan bahseden bile epigenetik makalelerin %95'i) sadece altı alanda kümelenmiştir: kimya/biyokimya, moleküler biyoloji, genetik, fizyoloji, hücresel biyoloji veya anatomi/morfoloji. Epigenetik literatürde çok düşük bir sıklıkta meydana gelen davranış alanlarıydı (

Makalelerin %2'si), taksonomi/sistematik (%1𠄲%), evrim (%1'in biraz üzerinde) ve tümü epigenetik makalelerin, geliştirme, ekoloji ve evo-devo'nun %0,5'inden azını oluşturuyor.

Biyolojik alanlar ve taksonlar üzerindeki araştırmayı birleştirmek, epigenetiğin bazı alanlarının neredeyse tamamen keşfedilmemiş olduğunu ortaya koymaktadır. Örneğin, 𠇎pigenetics” + “plant” + 𠇎vo-devo” birleştirildiğinde, aşağıdakiler arasında yalnızca iki makale elde edildi.

PubMed'de depolanan 50.000 epigenetik makalesi. Benzer şekilde, 𠇎pigenetics” + “virus” + �ology” sadece üç makale verdi. Yine de, şimdi döneceğimiz gibi, epigenetiğin tüm bu taksonların biyolojisindeki rolü derin olabilir.


Çözüm

Oosit olgunlaşması, birden fazla adımı içeren karmaşık bir süreçtir ve birçok molekül ve sinyal yolu tarafından düzenlenir. Son yıllarda, hayvan modellerinin genetik modifikasyonu, moleküler biyoloji ve biyokimya gibi teknolojilerin hızlı gelişimi ve yaygınlaşması nedeniyle, araştırmacılar oosit GV tutuklaması ve mayoz I yeniden başlaması hakkında daha iyi bir anlayış kazandılar. Bu derlemede başlıca hücresel ve moleküler olaylar, özellikle de hormon indüksiyonuna yanıt olarak oosit olgunlaşmasıyla ilgili epigenetik modifikasyon olayları ve bu alandaki büyük ilerlemeler vurgulanmıştır.

Bir oositin gelişimi yalnızca oositin kendisine değil, aynı zamanda foliküler granüloza hücreleriyle karşılıklı iletişime ve fiziksel temasa da bağlı olduğundan, oositlerdeki epigenetik değişikliklere, hormonlara yanıt olarak yumurtalık granüloza hücrelerine ve diğer hücre dışı moleküllere daha fazla odaklanmak önemlidir. indüksiyon. Ayrıca, tek hücreli tabanlı sıralama ve omik teknikleri gibi yüksek çözünürlüklü ve yüksek verimli analiz tekniğine sahip mikroskopların uygulanması, oogenez sırasında meydana gelen kritik olayların daha net 3B veya hatta zamana bağlı 4B temsillerini sunmak için vurgulanmalıdır. RBP'ler ve oositten türetilen parakrin moleküller gibi oosit tarafından eksprese edilen daha spesifik proteinlerin bulunması, oosit mayozunun gizemli mekanizmalarını ortaya çıkarmaya da katkıda bulunabilir. Ayrıca, sıralama verilerinin analizinin entegrasyonu, farklı ırklardan toplanan verilerin karşılaştırılması ve her bir molekülün işlevinin doğrulanması laboratuvar ortamında ve canlıda aynı anda birden fazla hayvan modeline dayalı olması da akla yatkındır.


Translasyonel ve Kişiselleştirilmiş Tıpta Epigenetik

Geçtiğimiz birkaç on yıl boyunca genetik, insan hastalıklarını anlama açısından ön planda olmuştur. Genetiğe yakın zamanda yapılan bir ekleme, günlük alışkanlıklar, yaşam tarzı ve insan sağlığı üzerindeki kişisel deneyimler dahil olmak üzere hem sosyal hem de doğal çevrenin rolünü içeren epigenetik olmuştur. Epigenetik, dış faktörlerin ve çevrenin bir bireyi hem fiziksel hem de zihinsel olarak nasıl şekillendirebileceğine dair bilimsel bir temel oluşturur.

Çevre ve yaşam tarzının sağlığı değiştirebileceği bilgisi, edinilmiş genetik özelliklerimizin ötesinde alışkanlıkların, sosyal çevrenin, beslenmenin ve diğer faktörlerin sağlığı şekillendirdiği bilincini de beraberinde getirir. Ayrıca, kalıtsal genler ve mutasyonlar tarafından sunulan riske rağmen, hastalığın gerçek gelişiminde epigenetik faktörler belirleyici bir rol oynamaktadır. Epigenetik üzerine araştırmalar, doğal olarak yatkın olduğu bir hastalığa yakalanma riskini en aza indirmek için diyet ve egzersiz gibi faktörlerin bir bireye doğal olarak kalıtılan genomlarıyla uyumlu olarak nasıl özelleştirilebileceğine dair içgörülere yol açabilir.

Genom ölçeğinde DNA metilasyon analizi gibi epigenetik profil oluşturma teknolojisindeki ilerlemeler, epigenetik profil oluşturmanın belirli bir genetik yapıya sahip bir bireyin belirli bir hastalık geliştirme riskini belirlemede nasıl yardımcı olabileceğine dair gelecekteki olasılıklara işaret eder. Aynı epigenetik profil, genomik dizi bilgisi ile birlikte, belirli bir hastalığı önlemede veya iyileştirmede hangi ilaçların veya alternatif tıp yaklaşımlarının etkili olacağını belirlemeye yardımcı olabilir. Sağlığı ve yaşam tarzını iyileştirmeye ve aksi takdirde kaçınılmaz bir hastalığa yakalanma riskini azaltmaya yönelik bu tür yaklaşımlar yakın gelecekte mümkün olabilir. Epigenetiğin biyokimyasal ve fizyolojik mekanizmaları hakkında kapsamlı bilgi gerektirecek ve hala bu zorlu yoldayız, ancak iyimser olmak için iyi nedenlerimiz var.


Bu çalışma, Çin Ulusal Anahtar Araştırma & Kalkınma Programından (2018YFC1003701 ve 2018YFC1003801), Çin Ulusal Temel Araştırma Programından (2013CB945501) Ningxia Bölgesinde Birinci Sınıf Disiplin İnşasına İlişkin Yüksek Öğrenim Projeleri Enstitüsü ( Biyoloji) (NXYLXK2017B05) Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı (31872792, 32071132 ve 32070839) ve Agrobiyoteknoloji Devlet Anahtar Laboratuvarı Projesi (2015SKLAB4-1).

Yazarlar, araştırmanın potansiyel bir çıkar çatışması olarak yorumlanabilecek herhangi bir ticari veya finansal ilişkinin yokluğunda gerçekleştirildiğini beyan eder.


İnsan çevresel epigenetik araştırmalarında gelecekteki çabalar

Epigenetik araştırmalarda artan ilgi alanlarından biri, nesiller arası kalıtım kavramıdır. Başlangıçta, hem gametogenezdeki epigenetik kalıpların yeniden programlanması hem de embriyogenezin erken evrelerinde DNA metilasyonunun ve diğer işaretlerin silinmesi nedeniyle epigenetik düzenlemenin birbirini izleyen nesillere aktarılmayacağına inanılıyordu. Yine de, genomik damgalamanın, memeli genlerinin bir alt kümesinin menşeli alele özgü ekspresyonunun modellenmesinin germ hattında oluşturulduğu ve tüm somatik soylarda korunduğu iyi bilinmektedir (Jaenisch, 1997). Bu nedenle, birbirini takip eden nesiller boyunca bir miktar epigenetik örüntülemeyi sürdürmek için mekanizmalar mevcut olmalıdır.

Nesiller arası kalıtımı nesiller arası mirastan ayırt etmek önemlidir. İkincisi, hamilelik sırasında beslenme veya çevreye maruz kalmanın gelişmekte olan fetüs ve onun germ hattı üzerindeki etkileri de dahil olmak üzere, ebeveynlerin çevresinin yavruları üzerindeki etkileri temsil edecek ve dolayısıyla F'deki etkileri kapsayacaktır.1 ve F2 nesiller. Gerçek nesiller arası etkiler, aksine, F'de gözlemlenebilir olacaktır.3 nesil ve ötesi (Daxinger ve Whitelaw, 2012 Ferguson-Smith ve Patti, 2011 Lim ve Brunet, 2013). Bu katı düşünce, üç nesil boyunca yaşanan çevrelerin kontrolünün veya en azından yeterli değerlendirmesinin mümkün olmadığı durumlarda, insanlarda nesiller arası kalıtımın varlığını kesin olarak kanıtlamayı imkansız değilse de zorlaştıracaktır. Bitkilerde ve model organizmalarda, deneysel tasarımın birden fazla nesil boyunca mükemmel kontrole izin verebileceği çalışmalar, nesiller arası kalıtım meselesinin uygun şekilde değerlendirilmesinin gerçekten tek yoludur (Heard ve Martienssen, 2014). Model sistemlerde yapılan çalışmalar sonunda bu tür kalıtımda yer alan kilit mekanizmalara ışık tutacaktır ve daha sonra bu mekanizmaların varlığı ve yaygınlığı, varlığın kesin kanıtı değil, kanıt sağlamak için insan popülasyonlarında daha izlenebilir zaman dilimlerinde değerlendirilebilir. nesiller arası kalıtımın.

Doğal ve insan yapımı çevrenin yanı sıra psikososyal stresörlerin ve topluluk bağlamının etkisi de dahil olmak üzere daha geniş çevreden gelen maruziyetler de dahil olmak üzere çevresel maruziyetler ve epigenetik değişiklikler çalışmasına artan bir ilgi vardır. Bu araştırma ilerledikçe, bu ortamları daha geniş bir şekilde ele almak faydalı olacaktır. Epigenetik varyasyonun çevreye kısa vadeli bir adaptasyon modunu gösterebileceği göz önüne alındığında, epigenom üzerinde iklim değişikliği gibi önemli çevresel konuların dikkate alınması büyük ilgi çekici olacaktır. İnsan çalışmaları için zor olsa da, nesiller arası etkiler üzerine daha fazla odaklanmış çalışma, epigenetik mekanizmaların kısa vadeli adaptasyondaki potansiyel rolünü aydınlatmaya da yardımcı olacaktır.

Özetle, insan popülasyonu ve epidemiyolojik çalışmalar, çevrenin epigenom üzerindeki etkisini anlamada önemli bir rol oynayabilir. Disiplinler arası araştırma, dikkatli çalışma tasarımı ve yeni moleküler teknolojilerin özgün uygulamaları sayesinde, bu etkileri daha iyi anlamaya başlamak ve insanlarda epigenetik varyasyonun rolünü daha geniş bir bağlamda ortaya koymak mümkün olacaktır.


Videoyu izle: YAŞADIKLARINIZ ÇOCUKLARINIZA NASIL GEÇİYOR? EPİGENETİK! (Mayıs Ayı 2022).