Thread by @OlgaVPettersson

Ну что, не ждали? 😎

Суббота, милые твиттеряне!
Погода шепчет, но хоть вечера светлее становятся.

А пока планета вертится, мы поговорим об ЭПИГЕНЕТИКЕ.
Слово модное, склоняется во все стороны.

1/Х

2. Разберемся что это, зачем существует, что знаем точно, а что пока не выяснено.

Значится так, начнем с того что это такое и как работает.
Мы уже говорили о том, как мутации влияют на изменение функций генов, и во что это выливается для организма, помните?

3. Мутация - это изменения в последовательности букв в нашей ДНК, т.е. в нашем генетическом коде.

Генетический код, который в нас заложен, со всеми его мутациями, это то, что делает нас индивидуальными. Но работает он не один, а на руку с эпигенетикой. Наука это очень молодая.

4. Сам феномен открыли еще в 40х 20го века (а до этого о его существовании задумывался еще дедушка Ламарк в конце 19го столетия), но как следует занялись им буквально лет 10 назад. И за это короткое время нам открылся новый мир...

5. Эпигенетика это следующий уровень изменений в ДНК: ген. код не меняется и буквы все те же, но с наложенной косметикой. И косметика эта накладывает отпечаток на регуляцию того, что происходит в клетках, а значит и во всем организме.

Что это за косметика такая?

6. Помните, в ранних тредах я писала о том как устроены хромосомы (

https://twitter.com/OlgaVPettersson/status/1238757952749735937

)? Длиннющая молекула ДНК наматывается на белки-гистоны как гирлянда вокруг новогодних елок? Но я не рассказала как именно это происходит.

7. Смотрим на картинку, справа налево. Справа ДНК. Шарики - это гистоны. Видите как они пакуют ДНК? В конце концов, ДНК в хромосоме напихана плотно-плотно, так что километровые молекулы умещаются в микроскопическом ядрышке клетки.

8. А теперь вспомните, что я писала о синтезе белков (

https://twitter.com/OlgaVPettersson/status/1233644735597891584

). Что участок ДНК надо размотать, чтобы до него добрались летописцы, т.е. белки которые переписывают инструкции по сборке белков из ДНК в РНК, чтоб запустить белок в производство?

9. И прикиньте, как же это так можно сделать, если в хромосоме все так плотно напихано?

Значит, есть специальные механизмы, которые должны размотать кусочек хромосомы, чтобы до него добрались летописцы для своей переписки.

10. Для этого они должны распихать гистоны и освободить интересующий их участок ДНК.

И тут как раз и начинается эпигенетика.

11. Смотрим на следующую картинку. Фиолетовая ниточка - ДНК. Бирюзовые бляшки с торчащими хвостиками - наши гистончики. Летописцам дано задание переписать инструкцию из нужного гена, а он на картинке красного цвета.
В таком плотном клубке летописец до него не доберется.

12. А вот тут становится совсем интересно. Оказалось, на наши буковки А, Т, Г и Ц иногда накладывается косметика, особенно часто на Ц. Смысл буквы не меняется, но меняется ее внешний вид.

Наиболее частый вид косметики это т.н. МЕТИЛИРОВАНИЕ.

13. На картинке внизу слева - нормальный цитозин. А на картинке рядом - цитозин с метиловой группой, для простоты объяснения скажем что это губная помада. Видите, красненькая такая.
(Типов помады минимум 20, и красят они не только Ц, просто он помаду больше любит)

14. Вот если на нескольких Ц в нужном летописцу гене есть такая помада, то гистон в него шибко влюбленный и держит крепко. Нанесением помады занимается особый трест специальных белков.

Но летит стратегический приказ: ген надо из клубка достать, т.к. продукт нужен клетке!

15. Подходит белок-косметолог и снимает помаду. Гистон ослабляет свои нежные объятия, и дает ДНК размотаться. Подскакивает летописец, все переписывает, и чтоб гистон не обиделся и снова упаковал ДНК обратно, на Ц другой белок-косметолог намазывает новую помаду на то же место.

16. Чем больше в гене цитозинов с помадой, тем крепче к ним любовь гистонов, т.е. тем сложнее распутать клубок, переписать ген, и запустить кодируемый им белок в производство.

17. Есть и другой механизм. Помните мультик: “Крылья, ноги… Главное ХВОСТ!“ Вот у гистончиков есть хвостик, и его может пудрить другой тип белка-косметолога. Под пудрой у гистончика чуток меняется сам кончик хвостика.

18. Если ген нужно активировать, то наносится пудра которая ослабляет хватку гистона. А если ген никак нельзя запускать в производство, то пудра делает так, что гистон к нему прижимается еще плотнее. Потом косметологи пудру сдувают, и все возвращается на свое место.

19. Такое пудрение хвоста называется “гистонной модификацией”.

Вот это намазывание - смазывание - перемазывание помадой и напудривание хвостов и есть эпигенетика. Принцип понятен?

20. Оказалось, что число красивых Ц в каждом гене зависит от множества разных факторов. И количество пудрящихся хвостов тоже много от чего зависит. Часть из них обусловлена программой, заложенной в клетку.

Один из примеров: зародыш, в начале он состоит всего из горсточки клеток

21. По мере деления этих клеток, потихонечку начинают закладываться разные ткани: нервы, мышцы, органы, кожа… А геном-то в каждой клетке одинаковый!! Как же так что из одних будут нервы, а из других кожа???

22. В клетках, из которых потом появятся нервы, косметика наносится на гены, которые не имеют роли в развитии именно нервов, а с нужных нервам генов она снимается. И при делении такой клетки, помада сохраняется, т.е. все ее новые дочки тоже станут клетками нервной системы.

23. То же происходит и с другими тканями.

Кстати, помните что в прошлый раз я писала о том, что транспозоны надо как-то держать под контролем (

https://twitter.com/OlgaVPettersson/status/1258995985902112770

)? Клетка их цитозины красит помадой, и не дает им самовыражаться.

24. Говорила так же что есть специальные транспозоны, которые помогают в дифференциации клеток зародыша? Вот клетка снимает помаду именно с них, они делают специальную масенькую циркулярную молекулу РНК.
Эта их РНК - дополнительный помощник при дифференциации клеток зародыша,

25. ... т.к. слишком много генов надо держать в узде на первых стадиях деления клеток, и эпигенетическая косметика со всеми может не справиться. И эта крошечная РНК присасывается к таким генам и не дает летописцам до них добраться. Т.е. они союзники с косметологами.

26. А появиться этой крошке-РНК помогла опять-таки эпигенетика.

Сложно, да? Знаю. Тяжело в учении - легко в очаге поражения, как говорил мой школьный зав. по гражданской обороне. Зато будете знать как все у нас в клетках регулируется. Ну самое страшное позади, мы прошли теорию.

27. Это был один из примеров того, как работает эпигенетика. На самом деле их масса, но я не хочу забивать вам ими голову. Расскажу о паре самых интересных.

28. Некоторые типы окраса шерсти кошек, например пегих красавиц калико, зависит от эпигенетическoй активации генов. Смотрите, какая лапа!

29. На эпигенетику могут влиять и внешние факторы: температура, стресс, питание, употребление кофе и никотина, итд. Как ИМЕННО идет такой процесс на все 100% не ясно, но знаем точно что узор нанесения помады/пудры меняется под их воздействием. Процесс этот обратимый.

30. Кстати, если пить 3 чашки кофе в день, то замечено позитивное влияние на процесс старения организма и снижения риска возникновения рака и сердечно-сосудистых заболеваний, т.к. кофе меняет работу наших эпигенетических косметологов.

31. Тут ссылка на научную статью моих коллег где они описывают самое начало исследования, чтоб вы не думали что я вру в погоне за сенсацией (nature.com/articles/srep1…). Сейчас идет работа о расшифровке эпигенетики людей из того исследования.

32. (Отступление: в таких исследованиях КРАЙНЕ важна статистика, а то получим ситуацию как та, о которой писала в треде о генетических тестах

https://twitter.com/OlgaVPettersson/status/1248869980411699207

. Наука молодая, механизмы изучены недостаточно, на веру всё на 100% не воспринимаем, СОХРАНЯЕМ ЗДОРОВЫЙ СКЕПСИС!)

33. Эпигенетика, похоже, влияет на нашу память: косметологи пудрят гены, которые либо ухудшают, либо улучшают биохимические процессы отвечающие за запоминание информации. Возможно именно поэтому у людей подверженных постоянному стрессу ухудшается кратковременная память.

34. Кстати, есть лекарства которые могут влиять на нанесение косметики и помогают нашу память улучшить (например, ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19833297).

35. Эмоциональное состояние матери и ее диета во время беременности могут влиять на эпигенетику плода, что в будущем влияет на эмоциональное состояние и психику ребенка. Пять лет назад я бы посчитала это за антинаучный бред, однако ученые нашли этому доказательства.

36. У младенцев, подверженных стрессу (например, расставанию с матерью), эпигенетические маркеры могут запустить каскад реакций влияющих на психику позднее в жизни. Поэтому влияние эпигенетики на развитие психических отклонений сейчас исследуют особенно широко.

37. Есть предпосылки считать что плохая диета родителей может влиять и на метаболизм потомства. Тут работы делались на крысах и мышах, исследовался сахарный диабет 2го типа (т.е. тот, что приобретается позднее в жизни).

38. Так ли это работает в человеке пока достоверно не известно, наука-то совсем молодая.

В случае с онкологией, ученые заметили что в опухолях происходит полное репрограммирование нанесения косметики. Опять-таки, ЧАСТИЧНО это может происходить под воздействием окружающей среды.

39. Что ж у нас получается, милые твиттеряне? Не все дело в мутациях, что в нас заложены с рождения. На наше индивидуальное развитие влияет и окружающая среда. И как помним из ранних твитов, наличие мутации на 100% не означает что у нас будет определенный внешний вид или болезнь.

40. Получается, что механизмов которые влияют та то, кто мы есть и кем мы будем - огромное множество, и часть из них пока плохо изучена.
Имеем:
⁃мутации точечные
⁃мутации структурные
⁃влияние транспозонов и ретровирусов
⁃эпигенетика

41.
⁃итд (там 3D структура хромосом, 100500 типов РНК…)
Короче, чем глубже в лес, тем толще партизаны.

42. Кто читает на ин.язе:
- короткий английский эпигенетический научпоп whatisepigenetics.com/what-is-epigen…
- научный обзор об эпигенетике nature.com/articles/s4158…
- эпигенетика мозговой деятельности ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/P…

43. Следующее у нас на очереди ТЕЛОМЕРЫ и старение. Постараюсь на следующих выходных разжевать их до доступного нормальным людям состояния.

Обнимаю, целую, не болейте!!