Epigenetický drift

Epigenetický drift je postupná změna profilu metylace DNA s věkem. Pravděpodobně jde o důsledek dysregulace molekulárního aparátu, který udržuje normální metylační profil [1] [2] . Podrobná studie profilů metylace lidské DNA odhalila některé obecné vzorce epigenetického driftu: promotory bohaté na CpG (mezi nimiž existuje mnoho promotorů genů transkripčních faktorů a supresorů nádorů odpovědných za vývoj organismu) jsou postupně hypermetylovány, zatímco methylační místa lokalizované v oblastech chudých na CpG jsou hypometylované [1] .

Epigenetický drift je přirozený jev, který se vyskytuje u všech zdravých jedinců. S věkem se však může stát nepříznivým pro život, což vede k rozvoji komplexních onemocnění. Epigenetický drift byl identifikován ve tkáních zdravých lidí, ale ve tkáních získaných od pacientů s Alzheimerovou chorobou se ukázal být výrazně výraznější [3] .

A. Schumacher navrhl, že zatímco rychlost akumulace genetických mutací roste lineárně s věkem, úroveň akumulace epimutací po dosažení určitého prahu buněčné epigenetické deregulace roste exponenciálně. Po dosažení prahu mohou tyto změny v důsledku „rezonančního efektu“ narušit genetickou a epigenetickou homeostázu, což vede k mnohem rychlejšímu epigenetickému driftu. Jeho rychlost může být určena nejen jednotlivými změnami v genomu, ale závisí také na systémových mechanismech celého genomu.

Předpokládá se, že určité vlivy prostředí mohou vést ke vzniku dlouhotrvajících „epigenetických otisků“, zejména v postmitotických buňkách (neurony apod.). Tyto otisky mohou mít negativní vliv na tělo i mnoho let po expozici. Například bylo zjištěno, že expozice xenobiotickým kovům, zejména olovu, na krysách během jejich vývoje vede k opožděné nadměrné expresi genu APP, který hraje kritickou roli ve vývoji Alzheimerovy choroby. Tento efekt se projevuje i 20 měsíců po expozici [4] . Pro lepší pochopení procesů spojených s epigenetickým driftem A. Schumacher navrhuje nejen zkoumat nemoci související s věkem, ale také studovat epigenetické profily stoletých lidí. Pokud v epigenetickém driftu hrají klíčovou roli změny prostředí, lze předpokládat, že dlouhověcí jedinci jsou nositeli většího počtu negativních epimutací souvisejících s věkem ve srovnání s ostatními členy populace. Určité komplexní rysy jejich epigenotypu je však mohou chránit před škodlivým účinkem těchto epimutací [5] .

Poznámky

  1. 1 2 Teschendorff AE, West J., Beck S. Epigenetický drift spojený s věkem: důsledky a případ epigenetické šetrnosti?  // Hum Mol Genet. - 2013. - T. 22 , no. R1 . - C. R7-R15 . doi : 10.1093 / hmg/ddt375 . — PMID 23918660 .
  2. Epigenetická epidemiologie nemocí souvisejících s věkem  (nepřístupný odkaz)
  3. Fraga MF, Ballestar E., Paz MF a kol. Epigenetické rozdíly vznikají během života jednovaječných dvojčat // Proc. Natl. Akad. sci. USA. 2005a. V. 102. S. 10604-10609.
  4. Zawia NH, Basha MR Environmentální rizikové faktory a vývojový základ pro Alzheimerovu chorobu // Rev. neurosci. 2005. V. 16. S. 325-337.
  5. Schumacher A. Epigenetics of Aging V knize: Handbook of Epigenetics: The New Molecular and Medical Genetics. // Tollefsbol, TO (ed.). 2010. Elsevier, Amsterdam, Nizozemsko

Viz také