Šiaurės Karolinos valstijos universiteto atliktas tyrimas atskleidė, kad dėl aplinkos sukeltų pakitimų tam tikrose genomo srityse, vadinamose atspaudų kontrolės regionais, ankstyvojo vystymosi metu gali padidėti rizika susirgti Alzheimerio liga ir kad juodaodžiai gali būti labiau paveikti nei baltieji. . Darbas papildo mūsų supratimą apie būdus, kuriais aplinkos veiksniai gali prisidėti prie genetinių pakitimų ir jautrumo ligoms.
Tyrimas publikuojamas žurnale Klinikinė epigenetika.
„Kalbant apie genetiką ir ligas, aš visada galvoju apie daktaro Kennetho Oldeno analogiją: genetika užtaiso ginklą, o aplinka spaudžia gaiduką“, – sako Cathrine Hoyo, NC valstijos biologijos mokslų profesorė ir tyrimo bendraautorė.
„Tiesą sakant, Medicinos institutas apskaičiavo, kad epigenetinis atsakas į aplinką, kaip mūsų genai reaguoja į aplinką, prisideda prie 70–90% lėtinių ligų rizikos. Ir mes žinome, kad Alzheimerio ligos atveju tik apie 5% atvejų yra šeiminiai arba paveldimi.
„Mes taip pat žinome, kad rizika susirgti nešeimine arba atsitiktine Alzheimerio liga skiriasi priklausomai nuo rasės – juodaodžiai turi dvigubai daugiau sergamumo baltaisiais“, – tęsia Hoyo. „Todėl norėjome išsiaiškinti, ar galime nustatyti stabilius epigenetinius bruožus – epigenomo dalis, kurios greičiausiai nepasikeis, kai tik bus nustatyta – kurios išskiria Alzheimerio smegenis nuo tų, kurie neserga šia liga.
Tiksliau, tyrėjų komanda naudojo įspaudą – įspaudų kontrolės regionus (ICR) žmogaus genome, reguliuojančius įspaustų genų ekspresiją – siekdama nustatyti stabilias epigenetines savybes, kurios išskyrė Alzheimerio liga sergančius žmones nuo nesergančių.
Įspausti genai skiriasi nuo kitų genų, nes aktyvi tik viena įspausto geno tėvinė kopija. Kita kopija yra metiluota arba nutildyta ankstyvoje kūrimo stadijoje. Be to, naudojant šiuos genus, jų ekspresiją kontroliuojantys metilinimo ženklai yra jautrūs aplinkos poveikiui.
„Turint įspaustus genus, mutacijos atveju nėra atsarginės kopijos“, – sako Randy Jirtle, NC valstijos epigenetikos profesorius ir tyrimo bendraautorius. „ICR kontroliuoja šių genų ekspresiją, kitaip tariant, jie nurodo įspaustiems genams, kur, kada ir kaip atlikti DNR metilinimą. Ir šie metilinimo ženklai ICR paprastai nesikeičia, nebent jie būtų pakeisti ankstyvoje vystymosi stadijoje, pastojimo metu arba netrukus po to“.
Tyrimui komanda turėjo smegenų audinių mėginius iš 17 donorų – aštuonių normalių smegenų ir devynių sergančių Alzheimerio liga. Kiekviena grupė buvo padalyta į ne ispanų baltųjų ir ne ispanų juodaodžių donorus (Alzheimerio grupė turėjo penkis mėginius iš juodaodžių donorų ir keturis iš baltųjų donorų).
Komanda sekvenavo visą kiekvieno mėginio genomą, tada ieškojo ICR Alzheimerio smegenyse, kurios buvo per daug arba per mažai metilintos, palyginti su sveikomis smegenimis.
Jie rado 120 skirtingai metiluotų ICR Alzheimerio smegenyse. Keturiasdešimt buvo rasta kombinuotose juodųjų ir baltųjų populiacijose; tačiau 81 ICR buvo rastas tik juodaodžių populiacijoje, o 27 – tik baltųjų.
Skirtingai metilinti ICR, būdingi abiem populiacijoms, yra susiję su (MEST / MESTIT1), tėvo išreikštu įspaustu genu, ir NLRP1, numatomu įspaustu genu, susijusiu su smegenų uždegimu.
„Svarbu rasti bendrus ICR, kad tai galėtų padėti mums sukurti universalius galimų ligos žymenų testus”, – sako Hoyo. „Tačiau buvo labai glumina sužinoti, kad juodaodžių populiacija turėjo beveik tris kartus daugiau paveiktų ICR nei baltųjų.
„Kai matote tokio lygio skirtumus ir žinote, kad jūsų aptiktus pokyčius greičiausiai sukėlė aplinkos sąveika, vienas iš galimų paaiškinimų yra tas, kad toje populiacijoje yra unikalių ar skirtingų stresorių ir tie epigenetiniai poveikiai yra perduodami. “.
Tyrėjai tikisi, kad darbas gali paskatinti bandymus ir tikslines ankstyvas intervencijas siekiant užkirsti kelią Alzheimerio ligai.
„Mes žinome, kad tikslinė prevencija ilgą laiką gali pakeisti riziką”, – sako Hoyo. „Taigi, jei galite anksti įspėti žmones apie jų riziką ir taikyti tikslines intervencijas, galite užkirsti kelią ligos atsiradimui.”
„Epigenetika yra vilties mokslas”, – sako Jirtle. „Jūs nebūtinai galite pakeisti genetines mutacijas, bet kai žinote, kad ligų rizika kyla dėl epigenomo pokyčių, galite jas paneigti.”