อีพีเจเนติกส์คืออะไร?

Epigenetics เป็นคำที่หมายถึงการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของยีนที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงดีเอ็นเอ

อีพีเจเนติกส์

ภาพสถาบันมะเร็งแห่งชาติบน Unsplash

Epigenetics มาจากภาษากรีก "epi" ความหมายข้างต้นและพันธุกรรมจาก "ยีน" เป็นคำที่คิดค้นโดยนักชีววิทยา Conrad Waddington ในปี 1940 และอ้างถึงความสัมพันธ์ระหว่างยีนและผลกระทบต่อลักษณะที่สังเกตได้ของสิ่งมีชีวิตหรือประชากร .

ต่อมา epigenetics ได้รับคำนิยามที่ปรับปรุงใหม่ ซึ่งหมายถึงการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของยีนบางตัวที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงใน DNA การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถสร้างผลดีหรือผลเสียต่อร่างกายได้

อีพีเจเนติกส์คืออะไร

อีพีเจเนติกส์

ภาพที่แก้ไขและปรับขนาดจาก Joseluissc3 มีอยู่ใน Wikimedia และได้รับอนุญาตภายใต้ CC-BY 4.0

Epigenetics เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงของ DNA ที่ไม่เปลี่ยนลำดับ แต่ส่งผลต่อการทำงานของยีนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ตัวอย่างเช่น การเพิ่มสารประกอบทางเคมีในยีน สามารถเปลี่ยนแปลงกิจกรรมของพวกมันโดยไม่จำเป็นต้องส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงในดีเอ็นเอ

ตามบทความที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร การอ้างอิงหน้าแรกของพันธุศาสตร์แปลตามตัวอักษรว่า "อีพิจีโนมประกอบด้วยสารประกอบทางเคมีทั้งหมดที่ได้รับการเพิ่มเข้าไปในจำนวนทั้งสิ้นของดีเอ็นเอของบุคคล (จีโนม) เพื่อควบคุมกิจกรรม (การแสดงออก) ของยีนทั้งหมดภายในจีโนม" จากการศึกษาเดียวกันนี้ สารประกอบทางเคมีของอีพิจีโนมไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของลำดับดีเอ็นเอ แต่อยู่ในดีเอ็นเอหรือเชื่อมโยงกับดีเอ็นเอ

การเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์ยังคงอยู่ในขณะที่เซลล์แบ่งตัวและในบางกรณีสามารถสืบทอดมาหลายชั่วอายุคนได้ ซึ่งหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติกส์สามารถถ่ายโอนจากเซลล์แม่ไปยังเซลล์ลูกสาวได้

อิทธิพลของสิ่งแวดล้อม เช่น อาหารหรือการสัมผัสกับสารมลพิษ สามารถส่งผลกระทบต่ออีพิจีโนมและเปลี่ยนแปลงฟีโนไทป์ของแต่ละบุคคล (ลักษณะที่สังเกตได้ของสิ่งมีชีวิต)

การเปลี่ยนแปลงของ Epigenetic เป็นตัวกำหนดว่ายีนทำงานหรือไม่และมีอิทธิพลต่อการผลิตโปรตีนในเซลล์ เพื่อให้แน่ใจว่ามีการผลิตเฉพาะโปรตีนที่จำเป็นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น โปรตีนที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตของกระดูก ไม่ได้ผลิตขึ้นในเซลล์กล้ามเนื้อ รูปแบบของการปรับเปลี่ยนอีพีเจเนติกแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคล ในเนื้อเยื่อต่างๆ ภายในแต่ละบุคคล และแม้กระทั่งในเซลล์ต่างๆ

ข้อผิดพลาดในกระบวนการอีพีเจเนติกส์ เช่น การปรับเปลี่ยนยีนที่ไม่ถูกต้องหรือความล้มเหลวในการเพิ่มสารประกอบในยีน อาจนำไปสู่การทำงานของยีนผิดปกติหรือไม่ทำงาน ซึ่งอาจทำให้เกิดความผิดปกติทางพันธุกรรมได้ ภาวะต่างๆ เช่น มะเร็ง ความผิดปกติของการเผาผลาญและความผิดปกติเกี่ยวกับความเสื่อมนั้นสัมพันธ์กับข้อผิดพลาดของอีพีเจเนติก

นักวิทยาศาสตร์ยังคงสำรวจความสัมพันธ์ระหว่างจีโนมกับสารประกอบทางเคมีที่ดัดแปลงมัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขากำลังศึกษาว่าการดัดแปลงมีผลกระทบต่อการทำงานของยีน การผลิตโปรตีน และสุขภาพของมนุษย์อย่างไร

Epigenetics และโรค

ตามบทความที่ตีพิมพ์ใน มุมมองด้านสุขภาพสิ่งแวดล้อมโรค พฤติกรรม และตัวชี้วัดด้านสุขภาพอื่นๆ ที่หลากหลายเกี่ยวข้องกับกลไกอีพีเจเนติกส์ รวมถึงมะเร็งในแทบทุกประเภท ความผิดปกติทางสติปัญญาและระบบทางเดินหายใจ โรคหัวใจและหลอดเลือด การสืบพันธุ์ โรคภูมิต้านตนเอง และโรคเกี่ยวกับระบบประสาท

สารที่เกี่ยวข้องในกระบวนการอีพีเจเนติกอาจเป็นโลหะหนัก ยาฆ่าแมลง ไอเสียดีเซล ความเครียด ควันบุหรี่ โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ฮอร์โมน กัมมันตภาพรังสี ไวรัส แบคทีเรีย และสารอาหาร

  • การปนเปื้อนของโลหะหนักที่มีอยู่ในปุ๋ย
  • อะไรคือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของโลหะหนักที่มีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์?

เนื่องจากความรู้เกี่ยวกับอีพีเจเนติกส์ก้าวหน้า เป็นไปได้ที่มนุษยชาติจะพบวิธีรักษาหรือรูปแบบการรักษาที่เป็นมิตรสำหรับโรคหรือความผิดปกติต่างๆ ที่การรักษาหรือการรักษายังคงทำได้ยาก เช่น มะเร็งประเภทต่างๆ และโรคจิตเภท

ตามที่นักชีววิทยา Jean-Pierre Issa ในข้อความที่ตัดตอนมาจากการศึกษาที่กล่าวถึง epigenetics มีความสำคัญมากกว่าพันธุกรรมในการทำความเข้าใจสาเหตุของโรคในสิ่งแวดล้อม ตามที่เขาพูด มะเร็ง หลอดเลือด โรคอัลไซเมอร์ และโรคอื่น ๆ ที่ได้รับจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมีศักยภาพมากขึ้นที่จะเกิดขึ้นในกรณีที่อีพิจีโนมได้รับผลกระทบ มากกว่าจีโนมเอง

ผลกระทบ epigenetic ในเชิงบวก

การเปลี่ยนการแสดงออกของยีนไม่ได้ส่งผลเสียต่อร่างกายเสมอไป ที่น่าสนใจคืองานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร bioRxiv สรุปว่ากาแฟและชามีผลดีต่อร่างกาย ซึ่งหมายความว่าพวกมันเปลี่ยนการแสดงออกของยีนโดยไม่เปลี่ยนรหัสพันธุกรรมของ DNA และอาจส่งผลดีต่อการทำงานของสิ่งมีชีวิต

  • ประโยชน์ 8 ประการของกาแฟที่น่าเหลือเชื่อ
  • ชาเขียว: ประโยชน์มีไว้เพื่ออะไร

การวิเคราะห์ดำเนินการกับคน 15,800 เชื้อสายยุโรปหรือแอฟริกัน และสรุปว่ายีนที่ได้รับอิทธิพลจากกาแฟมีส่วนเกี่ยวข้องในกระบวนการต่างๆ เช่น การย่อยอาหารที่ดีขึ้น การควบคุมการอักเสบ และการป้องกันสารเคมีอันตราย

ผลการศึกษานี้มีแนวโน้มที่ดีและบ่งชี้ว่าอาหารสามารถนำมาใช้เพื่อให้ได้รับประโยชน์ในการแสดงออกของยีน แต่จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อสรุปผลในเชิงบวกและเชิงลบของกาแฟที่มีต่อร่างกายเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอีพีเจเนติก