Duchovia dedičnosti
Už dlho je známe, že jedlá konzumované tehotnými ženami - či už budúcimi matkami, sú samice myší, octu alebo samice - môžu zásadne poznačiť predispozíciu ich potomka k určitým chorobám, ale vedci začali chápať až nedávno pružiny za týmto mechanizmom.
Z oblasti epigenetiky by preto mohli prísť odpovede na mnohé problémy, ktoré sa klasické prístupy ku genetike ukázali ako neschopné vyriešiť. Prečo sa u schizofrénie vyskytuje iba u jedného z takzvaných identických dvojčiat? Prečo určité gény prenášajúce choroby ovplyvňujú iba určitých ľudí? Prečo komplexné choroby ako autizmus označujú predovšetkým chlapcov? Jedným z biologických mechanizmov, ktoré špecialisti na epigenetiku analyzujú, je získanie metylácie. Funguje buď ako plynový pedál, alebo ako brzda, čo znamená, že môže aktivovať alebo deaktivovať gén v závislosti od mnohých faktorov.
V určitom okamihu procesu metylácie sa štvorica atómov nazývaná metylová skupina viaže na gén, čo spôsobuje zmeny v tom, ako je tento gén „exprimovaný“. Väčšinou je proces zameraný na deaktiváciu génov, ktoré bunky nepotrebujú (napríklad gén v jednom z dvoch chromozómov X prítomných v bunkách každej samice je „umlčaný“ metyláciou). Tieto metylové skupiny sa tiež často pripájajú k určitým bodom na chromozómoch, aby sa podľa potreby mohli pevne skrútené slučky DNA uvoľniť (aby sa určité gény mohli „exprimovať“) alebo sa navinúť. ešte prísnejšie (keď je potrebné určitý aktívny gén „stlmiť“).
Metylové skupiny sú tiež zodpovedné za zneškodnenie zvyškov vírusových infekcií nazývaných transpozóny (40% ľudského genómu tvoria parazitické transpozóny) a tiež zohrávajú kľúčovú úlohu pri kontrole génov podieľajúcich sa na prenatálnom a postnatálnom vývoji, vrátane kontroly 80 génov na ktoré telo dedí iba po jednom z rodičov. Tieto gény, nazývané potlačené, musia byť metylované, aby fungovali a sú citlivé na stravu a faktory prostredia.
Keď sa spermie a vajíčko stretnú a vytvoria embryo, každý z nich má určitý vzorec metylovaných génov. Vzory nie sú dedičné, ako je to v prípade mihalníc, ale v chemickom boji medzi pohlaviami sa niektorým stále darí ísť ďalej (všeobecne sa ukázalo, že vzory vajec sú bojovnejšie, najčastejšie sa dedia). Metylačný proces je v skutočnosti spôsob, ktorým sa matka príroda rozhodla umožniť environmentálnym faktorom ovplyvňovať expresiu génu bez toho, aby spôsobovali ireverzibilné mutácie. Zároveň však môže krátkodobé vystavenie účinkom akýchkoľvek faktorov, ktoré môžu ovplyvňovať metylačné vzorce počas vývoja, zmeniť zviera alebo človeka na zvyšok jeho života, pretože metylové skupiny pochádzajú výlučne z toho, čo človek alebo zviera konzumujú a epigenetické následky sú akousi ruskou ruletou: môžu byť rýchle alebo zlé.
V súčasnosti sa testuje množstvo liekov, ktoré inhibujú proces metylácie, ako liečenie rakoviny. Okrem toho sa preukázalo, že metylácia, ktorá sa vyskytuje bezprostredne po narodení, môže formovať vlastnosti správania, ako je odvaha a sebadôvera. Je to preto, že výživa je iba jedným z protagonistov epigenetického repertoáru. Správanie má priamy vplyv na mozgové spojenia a určite ovplyvňuje chémiu DNA, pretože podľa odborníkov sú nakoniec iba mozaiky epigenetických vzorcov a génových sekvencií.
Výchova u myší
Za objavy v oblasti epigenetiky, najmä laboratórnym výskumom na myšiach, vďačíme. Z dôvodov, ktoré neboli úplne objasnené, chýbajú metylačné vzorce v určitých oblastiach myšieho genómu skôr, ako sa narodia. 12 hodín po narodení myší sa vytvorí nový model metylácie. Až potom začne matka-myš lízať svoje dieťa (forma výučby pre hlodavce), v živote ktorého je rozhodujúci prvý týždeň. Špecialisti pozorovali, že myši, ktoré matky v prvom týždni života usilovne olizovali, si vytvárajú metylačné vzorce v oblastiach mozgu, kde je regulovaná hladina stresových hormónov vylučovaných nadobličkami, zatiaľ čo zanedbané mláďatá vykazujú u dospelých nižšiu odolnosť proti stresu.
Zatiaľ čo sekvencie DNA je možné porovnávať s písaným textom, epigenetika podporuje porovnanie s formátovaním v programe na spracovanie textu. To znamená, že hoci písmená zostávajú rovnaké, písmo môže byť väčšie alebo menšie, Times New Roman alebo Arial, kurzíva alebo tučné písmo, podčiarknuté alebo nie v žiadnej z farieb dúhy.