Питание и эпигеном

В отличие от поведения или стресса, диета является одним из наиболее легко изучаемых и, следовательно, лучше понимаемых факторов окружающей среды в эпигенетических изменениях.
Питательные вещества, которые мы извлекаем из пищи, попадают в метаболические пути, где ими манипулируют, модифицируют и превращают в молекулы, которые организм может использовать. Один из таких путей отвечает за создание метильных групп — важных эпигенетических меток, которые заглушают гены.
Знакомые питательные вещества, такие как фолиевая кислота, витамины группы В и SAM-e (S-аденозилметионин, популярная безрецептурная добавка) являются ключевыми компонентами этого пути производства метила. Диеты с высоким содержанием этих питательных веществ, дающих метил, могут быстро изменить экспрессию генов, особенно на раннем этапе развития, когда эпигеном только формируется.
Подробно изучите питательные вещества, влияющие на наш эпигеном, и продукты, из которых они поступают.

Питательные вещества из нашей пищи направляются в биохимический путь, который извлекает метильные группы, а затем прикрепляет их к нашей ДНК.

Диета вашей матери во время беременности и ваша диета в младенчестве могут повлиять на ваш эпигеном таким образом, что он останется с вами во взрослой жизни. Исследования на животных показали, что диета с недостаточным содержанием фолиевой кислоты или холина, дающих метил, до или сразу после рождения приводит к недостаточному метилированию определенных областей генома на всю жизнь.
У взрослых диета с дефицитом метила также приводит к снижению метилирования ДНК, но эти изменения обратимы, когда в рацион снова добавляют метил.

Эксперименты на мышах показывают, насколько важна диета матери для формирования эпигенома ее потомства. У всех млекопитающих есть ген, называемый агути . Когда ген агути мыши полностью неметилирован, ее шерсть желтая, она страдает ожирением и склонна к диабету и раку. Когда ген агути метилирован (как у нормальных мышей), цвет шерсти становится коричневым, и у мыши низкий риск заболевания. Толстые желтые мыши и тощие коричневые мыши генетически идентичны. Толстые желтые мыши отличаются тем, что у них есть эпигенетическая «мутация».
Когда исследователи кормили беременных желтых мышей пищей, богатой метилом, большинство ее детенышей были коричневыми и оставались здоровыми на всю жизнь. Эти результаты показывают, что окружающая среда в утробе матери влияет на здоровье взрослого человека. Другими словами, наше здоровье определяется не только тем, что мы едим, но и тем, что ели наши родители.

Химические вещества, попадающие в наш организм, также могут влиять на эпигеном. Бисфенол А (BPA) — это соединение, используемое для изготовления поликарбонатного пластика. Он содержится во многих потребительских товарах, включая бутылки с водой и жестяные банки. Спорные отчеты, ставящие под сомнение безопасность BPA, появились в 2008 году, что побудило некоторых производителей прекратить использование этого химического вещества.
В лаборатории BPA, по-видимому, снижает метилирование гена агути. У изученной линии мышей желтые самки рождают детенышей с окраской шерсти от желтой до коричневой. Когда матерей кормили BPA, их дети с большей вероятностью становились желтыми и тучными, как показано на рисунке слева.
Однако, когда матерей кормили BPA вместе с продуктами, богатыми метилом, потомство с большей вероятностью было коричневым и здоровым, как тот, что справа. Добавление питательных веществ матерью противодействовало негативным последствиям воздействия.

Итак, если диета беременной матери может повлиять на эпигенетический результат ребенка, может ли диета отца сделать то же самое? Вполне возможно, считают ученые, изучившие хорошо сохранившиеся исторические записи о ежегодном урожае небольшой шведской общины.
Эти записи показали, что доступность еды в возрасте от девяти до двенадцати лет для дедушки по отцовской линии влияла на продолжительность жизни его внуков. Но не так, как вы могли бы подумать.
Нехватка еды для дедушки была связана с увеличением продолжительности жизни его внуков. С другой стороны, изобилие пищи ассоциировалось со значительным сокращением продолжительности жизни внуков. Ранняя смерть была результатом либо диабета , либо болезни сердца . Может ли быть так, что в этот критический для дедушки период развития эпигенетические механизмы «захватывают» пищевую информацию об окружающей среде, чтобы передать ее следующему поколению?

Изобилие еды для дедушки было связано с сокращением продолжительности жизни его внуков.

По мере того, как мы лучше понимаем связь между диетой и эпигеномом, появляется возможность для клинического применения. Точно так же, как картирование вариаций наших генов дает нам представление о наших индивидуальных медицинских потребностях, так же может помочь и профиль уникального эпигенома.
Наш эпигеном, сформированный в результате жизненного опыта, начиная с утробы, может предоставить массу информации о том, как лучше питаться. Войдите в будущую область нутригеномики, где диетологи изучат вашу модель метилирования и разработают индивидуальный план питания. Хотя мы еще не дошли до этого момента, ваш врач уже может многое сказать о риске вашего заболевания, изучив историю болезни вашей семьи .

Маточное молочко представляет собой сложное, богатое белком вещество, выделяемое железами на головах рабочих пчел. Личинка, которой суждено стать королевой, получает большое количество маточного молочка внутри отсека, называемого чашкой королевы.
Личинки, которые развиваются в рабочих и маток, генетически идентичны. Но из-за ее диеты с маточным молочком у королевы разовьются яичники и увеличенное брюшко для откладывания яиц, в то время как рабочий будет бесплодным. У нее также разовьется поведение королевы: инстинкты убивать соперничающих королев, издавать звуки общения, известные как «пиканье», и отправляться в «брачные полеты». Королеву всю жизнь кормят только маточным молочком.
В ходе серии экспериментов ученые определили, что маточное молочко подавляет ключевой ген ( Dnmt3 ), который кодирует фермент, подавляющий группу генов матки. Когда Dnmt3 включен, гены королевы эпигенетически заглушаются, и личинки развиваются в стандартную «рабочую» разновидность. Но когда маточное молочко «выключает» Dnmt3 , в действие вступают гены маток, превращая личинок в маток.

Личинки маток: маток выращивают в специально сконструированных ячейках, называемых «чашками маток», которые заполнены маточным молочком.