Епігенетика – наука, що вивчає спадкові зміни в фенотипі або експресії генів, що зумовлені іншими механізмами, ніж зміна нуклеотидної послідовності в ДНК. Відомі такі епігенетичні механізми: метилювання ДНК, ремоделювання хроматину (метилювання, ацетилювання та деацетилювання гістонів), регуляція на рівні РНК (РНК-інтерференція), пріонізація білків, інактивація Х-хромосоми.
Вперше Конрад Уоддінгтон у 40-х роках 20 століття сформулював поняття про епігенетичний ландшафт, основною ідеєю цієї гіпотези було те, що організми з’являються на світ із однієї клітини і в подальшому диференціюються у складні організми (або клітини зі специфічною функцією в межах одного організму). Проте на той час ця ідея багато чого не пояснювала. Аж після відкриття структури ДНК і її похідних у 50-60-х роках про епігенетику знову згадали.
Вчені 60-70-х років почали активно вивчати гени і зіткнулися з тим, що не всі вони працюють однаково, деякі здатні вмикається і вимикається під впливом зовнішнього середовища.
У 90-х роках швейцарські науковці досліджуючи мух дрозофіл виявили, що при більш високій температурі колір очей змінюється з жовтого на червоний і успадковується нащадками.
Так в 21 столітті було проведено ряд дивовижних експериментів, що вдосконалили теорії генетики й наблизили до практичного розуміння процесів, що відбуваються в тілі людини.
У 2003 році відкриттям Дюкського університету був протективний вплив збагаченої їжі фолієвою кислотою, В12, холіном та метіоніном щодо передачі гену ожиріння нащадкам.
В 2004 році визнали явище прогностичної адаптації у дітей, які знаходилися внутрішньоутробно у матерів, що страждали від тривалого недоїдання (“Голодна зима” 1944, Нідерланди). У нащадків було виявлено знижене мелтилювання інсуліноподібного фактору росту-2, що ймовірно могло призвести до цукрового діабету типу 2, ожиріння, раку. Ряд досліджень показали, що клітини мають пам’ять і окрім генетичної здійснюється ще й епігенетична передача інформації нащадкам, що впливає також на поведінку та реакцію на стрес.
Перша Нобелівська Премія в галузі епігенетики була присвоєна в 2006 році науковцям Ендрю Файєру і Крейгу Мелло та їх колегам за відкриття РНК інтерференції – механізму за допомогою якого клітина може включати і виключати певні гени усередині клітини (наприклад вірусні гени).
Науковцями Harvard Medical School було проведено дослідження, яке підтвердило, що метилювання ДНК можна використовувати в якості біомаркеру для встановлення біологічного віку. Використовуючи різні молекулярні методи в тому числі епігенетичний годинник, що був розроблений Стівом Хорватом у 2013 році можна виміряти темп старіння кожної людини.
Було знайдено близько 350 сайтів, які з віком змінюються, також досліджено, що клітини молочної залози жінки старіють швидше, вік стовбурових клітин дорівнював нулю, поряд з цим клітини пухлинної природи перевищували біологічний вік досліджуваного пацієнта в середньому на 36 років. Стало зрозуміло, що з віком епігеном втрачає метилювання, тобто одні групи генів стають активніші, натомість у інших активність знижується.
У 2023 році співробітникам Гарвардського університету вдалося показати, що епігенетичні модифікації можуть бути однією з причин загального старіння організму. З віком епігеном втрачає метилювання і частіше спостерігається, що зміна метилювання впливає на такі вікові захворювання як атеросклероз, гіпертонія, хвороба Альцгеймера. Тому геронтологи очікують нових відкриттів у галузі епігенетичної терапії.
Інформацію підготувала доцентка кафедри медичної біології та генетики Катерина Власова
