Táplálkozás és az epigenom

A viselkedéstől vagy a stressztől eltérően az étrend az epigenetikus változások egyik könnyebben tanulmányozható, ezért jobban érthető környezeti tényezője.

Az élelmiszerekből kivont tápanyagok metabolikus utakba kerülnek, ahol azokat manipulálják, módosítják és formálják a test által felhasználható molekulákká. Az egyik ilyen út felelős a metilcsoportok létrehozásáért - fontos epigenetikus jelölések, amelyek elhallgatják a géneket.

Az ismert tápanyagok, mint a folsav, a B-vitaminok és a SAM-e (az S-adenozil-metionin, egy népszerű vény nélkül kapható kiegészítő), kulcsfontosságú alkotóelemei ennek a metilgyártási útnak. Az ilyen metiladományozó tápanyagokban gazdag étrendek gyorsan megváltoztathatják a génexpressziót, különösen a korai fejlődés során, amikor az epigenómot először létrehozzák.

Az ételeinkből származó tápanyagokat egy biokémiai útvonalba vezetjük, amely kivonja a metilcsoportokat, majd hozzákapcsolja őket a DNS-hez.

A korai fejlődés alatti étrendnek hosszan tartó hatása lehet

Anyád terhesség alatti étrendje és csecsemőkori étrendje olyan módon befolyásolhatja epigenomját, hogy felnőttkorában is ragaszkodjon hozzád. Állatkísérletek kimutatták, hogy a túl kevés metilt adományozó folátot vagy kolint tartalmazó étrend születés előtt vagy közvetlenül a születés után a genom bizonyos területeit egész életen át alulmetilezi.

Felnőttek számára is a metilhiányos étrend a DNS metilációjának csökkenéséhez vezet, de a változások visszafordíthatók, ha a metilt visszavesszük az étrendbe.

Két embernek eszik

Az egereken végzett kísérletek azt mutatják be, hogy az anya étrendje mennyire fontos utódja epigénjének kialakításában. Minden emlősnek van egy agouti nevű génje. Ha az egér agouti génje teljesen metilálatlan, akkor a szőrzete sárga, elhízott, hajlamos a cukorbetegségre és a rákra. Amikor az agouti gént metilezzük (mint a normál egereknél), a szőrzet színe barna, és az egér betegségének kockázata alacsony. A zsírsárga és a sovány barna egerek genetikailag azonosak. A zsírsárga egerek azért különböznek egymástól, mert epigenetikus "mutációjuk" van.

Amikor a kutatók a vemhes sárga egereket metilben gazdag táplálékkal etették, kölykeinek többsége barna volt és egészséges volt az életben. Ezek az eredmények azt mutatják, hogy az anyaméhben lévő környezet befolyásolja a felnőttek egészségét. Más szóval, egészségünket nemcsak az határozza meg, hogy mit eszünk, hanem az is, hogy a szüleink mit ettek.

Toxinok és kiegészítők

A testünkbe kerülő vegyi anyagok szintén hatással lehetnek az epigenomra. A biszfenol A (BPA) egy olyan vegyület, amelyet polikarbonát műanyag előállítására használnak. Számos fogyasztási cikkben található, beleértve a kulacsokat és a konzervdobozokat is. A BPA biztonságát megkérdőjelező, ellentmondásos jelentések 2008-ban jelentek meg, amelyek arra késztették egyes gyártókat, hogy hagyják fel a vegyi anyag használatát.

A laboratóriumban a BPA csökkenti az agouti gén metilációját. A vizsgált egeretörzsben a sárga anyák olyan kölyköket hoznak világra, amelyek szőrzetének színe a sárgától a barnáig terjed. Amikor az anyákat BPA-val etették, csecsemőik nagyobb valószínűséggel voltak sárgák és elhízottak - mint a bal oldalon látható.

Amikor azonban az anyákat BPA-val és metilben gazdag ételekkel etették, az utódok nagyobb valószínűséggel voltak barnák és egészségesek - mint a jobb oldali. Az anyai tápanyag-kiegészítés ellensúlyozta az expozíció negatív hatásait.

Ne számold ki apát

Tehát, ha a terhes anya étrendje befolyásolhatja a gyermek epigenetikai kimenetelét, vajon az apa étrendje is ugyanezt teheti? Valószínűleg azok a tudósok szerint, akik elmélyültek egy kis svéd közösség éves betakarításának gondozott, történelmi nyilvántartásában.

Ezek a feljegyzések azt mutatták, hogy kilenc és tizenkét év közötti élelmiszer-hozzáférhetőség az apai nagyapánál befolyásolta unokáinak élettartamát. De nem úgy, ahogy gondolnád.

A nagyapa táplálékhiányát unokáinak meghosszabbított élettartama okozta. Az ételbőség viszont az unokák élettartamának jelentősen lerövidült. A korai halál cukorbetegség vagy szívbetegség következménye volt. Lehetséges, hogy a nagyapának ebben a kritikus fejlődési időszakban az epigenetikus mechanizmusok "befogják" a környezetre vonatkozó táplálkozási információkat, hogy továbbadják őket a következő generációnak?

Ételbőség a nagyapának
csökkentésével társult
unokái élettartama.

A nutrigenomika feltörekvő területe

Ahogy jobban megértjük az étrend és az epigenom közötti összefüggéseket, lehetőség nyílik a klinikai alkalmazásokra. Ahogy a génvariációink feltérképezése ablakot nyújt számunkra személyre szabott orvosi szükségleteinkre, ugyanúgy lehet egy egyedi epigenóm profilja is.

A méhben kezdődő élmények egész életén át képződő epigenomunk rengeteg információval szolgálhat arról, hogyan táplálkozzunk jobban. Lépjen be a jövőben a nutrigenomika területére, ahol a táplálkozási szakemberek megnézik az Ön metilációs mintázatát, és személyre szabott táplálkozási tervet készítenek. Bár még nem vagyunk egészen ezen a ponton, orvosa már sokat elmondhat a betegség kockázatáról, ha megnézi a család egészségi állapotát.

A méh királyi étrendje

A méhpempő egy összetett, fehérjében gazdag anyag, amelyet a munkaméhek fején lévő mirigyekből választanak ki. A királynővé válásra szánt lárvát nagy mennyiségű méhpempővel etetik a királynői pohárnak nevezett rekesz belsejében.

A lárvák, amelyek munkássá és királynőkké fejlődnek, genetikailag azonosak. A méhpempő-diéta miatt a királynőnek petefészkei és nagyobb hasa lesz a tojásrakáshoz, míg a dolgozó steril lesz. Emellett királynői magatartást is kialakít: az ösztönök, hogy megölik a rivális királynőket, kommunikációs hangokat adnak "csövezésnek" és "párzási repülésekre". A királynőt egész életében csak méhpempővel etetik.

Kísérletsorozatban a tudósok megállapították, hogy a méhpempő elnémítja egy kulcsgént (Dnmt3), amely egy enzimet kódol, amely elnémítja a királynői gének egy csoportját. Amikor a Dnmt3 "be van kapcsolva", a királynő géneket epigenetikusan elnémítják, és a lárvák az alapértelmezett "munkás" fajtává fejlődnek. De amikor a méhpempő „kikapcsolja” a Dnmt3-at, a királynő gének működésbe lépnek, és a lárvákat királynőkké változtatják.

Méhkirálynő lárvák:A királynőket speciálisan felépített cellákban nevezik "queen cups" néven, amelyek méhpempővel vannak feltöltve.