Adakah Jenis Diabetes 2 Dan Obesiti Diwarisi?

Perkembangan terbaru dalam penyelidikan genetik manusia yang paling menarik adalah kemampuan untuk melakukan kajian sistematik berskala besar mengenai variasi genetik dalam beribu-ribu orang. Kajian persatuan-genom yang luas ini (GWASs) telah merevolusikan pemahaman kita tentang pelbagai penyakit kompleks yang berbeza.

Tetapi walaupun kemajuan ini, kita masih dapat menerangkan sebahagian kecil daripada kesungguhan banyak keadaan kesihatan. Dalam kajian yang makmal saya ada baru diterbitkan dalam Sains, kami menunjukkan bahawa sifat seseorang dapat dipengaruhi oleh variasi genetik dalam bahagian genom yang tidak dijangka yang telah diabaikan dalam kajian terdahulu.

Faktor persekitaran yang memainkan peranan di samping genetik dalam menentukan sifat seseorang juga terdapat di dalam rahim. Apabila anak-anak berada dalam kandungan, ibu-ibu mereka mengalami alam sekitar (termasuk diet, tekanan, merokok) mempunyai potensi untuk mempengaruhi sifat-sifat keturunan apabila mereka menjadi dewasa. "Pengaturcaraan pembangunan" ini difahami sebagai penyumbang besar kepada wabak obesiti yang dilihat pada hari ini.

Pemain utama dalam proses ini adalah epigenetik. Epigenetics adalah pengubahsuaian yang duduk di luar genom dan menentukan bit DNA untuk menjadi lebih aktif atau tidak aktif. Satu pengubahsuaian sedemikian melibatkan penandaan DNA dengan sebatian yang dipanggil kumpulan metil. Kumpulan metil menentukan sama ada gen dinyatakan (dihidupkan) atau tidak. Sel-sel hati dan sel-sel buah pinggang adalah sama secara genetik selain daripada tanda epigenetik mereka. Telah dicadangkan bahawa sebagai tindak balas kepada persekitaran yang lemah di rahim, profil epigenetik keturunan akan berubah.

Dalam kajian kami, kami membandingkan keturunan tikus mengandung apabila diberi diet protein rendah (protein 8%) dan diet biasa (protein 20%). Selepas mereka disapih, semua keturunan diberi makanan biasa. Kami kemudian melihat perbezaan dalam methylation DNA keturunan, membandingkan tikus yang ibu-ibu mempunyai diet protein rendah kepada mereka yang ibu-ibu mempunyai diet biasa.


grafik langganan dalaman


Melihat di tempat yang salah

Pada mulanya, kami mendapati apa-apa, jadi kejutan yang besar, tetapi kemudian kami melihat data DNA ribosom (rDNA) dan mendapati perbezaan epigenetik yang besar. DNA Ribosom adalah bahan genetik yang membentuk ribosom - mesin pembina protein di dalam sel.

Apabila sel-sel ditekankan - contohnya apabila tahap nutrien rendah - mereka mengubah pengeluaran protein sebagai strategi kelangsungan hidup. Di tikus yang ibu diberi makanan protein rendah, kami mendapati bahawa mereka mempunyai rDNA metilated. Ini melambatkan ungkapan rDNA mereka dan menghasilkan keturunan yang lebih kecil - sebanyak 25% lebih ringan.

Kesan epigenetik ini berlaku dalam tetingkap perkembangan kritikal sementara anaknya berada dalam rahim tetapi merupakan kesan kekal yang kekal menjadi dewasa. Oleh itu, diet protein rendah ibu semasa hamil berkemungkinan mempunyai akibat yang lebih teruk pada keadaan epigenetik keturunan dan berat badan daripada diet sendiri selepas dimusnahkan.

Melihat di luar penanda epigenetik, apabila kita melihat urutan genetik asas rDNA, kami mendapati kejutan yang lebih besar. Walaupun semua tikus dalam kajian itu dibiakkan untuk identik secara genetik, kami mendapati bahawa rDNA antara tikus individu tidak sama secara genetik - dan, walaupun dalam tikus individu, salinan rDNA yang berlainan adalah berbeza secara genetik. Oleh itu, terdapat banyak variasi dalam rDNA yang juga memainkan peranan yang besar dalam menentukan sifat-sifat keturunan.

Dalam mana-mana genom yang diberikan, terdapat banyak salinan rDNA, dan kami mendapati bahawa tidak semua salinan rDNA bertindak balas dengan cara yang sama epigenetically. Hanya satu jenis rDNA - "A-variant" - kelihatan menjalani metilasi dan menjejaskan berat badan. Ini bermakna tindak balas epigenetik tetikus diberikan ditentukan oleh variasi genetik rDNA mereka - mereka yang mempunyai lebih banyak rDNA A-varian akhirnya menjadi lebih kecil.

Heritability (berapa risiko penyakit dijelaskan oleh faktor genetik) jenis diabetes 2 dianggarkan antara 25% dan 80% dalam kajian yang berbeza. Walau bagaimanapun, hanya kira-kira 20% daripada heritability jenis diabetes 2 telah dijelaskan oleh kajian genom orang dengan penyakit ini.

Fakta bahawa variasi genetik DNA ribosomal seolah-olah mempunyai pengaruh yang kuat menunjukkan bahawa GWAS pada manusia mungkin kehilangan sebahagian utama teka-teki, setakat ini mereka hanya melihat bahagian salinan tunggal genom orang. Analisis genetik dan epigenetik rDNA pada manusia boleh menghasilkan gambaran yang sangat penting dalam pelbagai jenis penyakit manusia.

Tentang Pengarang

Vardhman Rakyan, Profesor Epigenetik, Queen Mary University of London

Artikel ini pada asalnya diterbitkan pada Perbualan. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon