ژنتیک اپی‌ژنتیک
بر پایه‌ی ۵ منبع علمی

محیط زندگی چطور روی ژن‌ها اثر می‌ذاره؟

یه رشته‌ی بلند DNA که روی بعضی تیکه‌هاش نشانه‌های گرد کوچیک نشسته و اون تیکه‌ها کم‌رنگ شدن، و کنارش یه ملکه‌ی زنبور عسل و یه زنبور کارگر کوچیک‌تر
4 دقیقه کاوش آخرین به‌روزرسانی: ۱۳ آبان ۱۴۰۵
مفهوم‌های این کاوش DNA اپی‌ژنوم نشانه‌ی متیل
این کاوش را چطور دوست داری دنبال کنی؟ ۴ ارائه‌ی دیگر در راه‌اند
روخوانی نوشتار هنوز آماده نیست
به‌زودی

پاسخ کوتاه محیط می‌تونه بدون عوض کردن حتی یه حرف از DNA، روی ژن‌ها اثر بذاره. همه‌ی سلول‌های بدنمون ژن‌های یکسانی دارن، ولی توی هر سلول بعضی ژن‌ها روشنن و بعضی خاموش. چیزی که این رو تعیین می‌کنه، نشانه‌های شیمیایی کوچیکیه که روی DNA می‌شینن و به مجموعشون می‌گن اپی‌ژنوم. غذا، سیگار و عفونت می‌تونن این نشانه‌ها رو جابه‌جا کنن، و این تغییرها می‌تونن دوباره برگردن. برای همینه که حتی دوقلوهای همسان هم با بالا رفتن سن کم‌کم از این نظر با هم فرق پیدا می‌کنن.

یه کتاب برای همه‌ی سلول‌ها

به دستت نگاه کن، بعد توی آینه به چشمت. ماهیچه‌های دستت انگشت‌هات رو تکون می‌دن و سلول‌های چشمت نور رو می‌گیرن. ولی همه‌ی این سلول‌ها ژن‌های یکسانی دارن. پس چرا این‌قدر با هم فرق دارن؟

جوابش اینه که هر سلول همه‌ی ژن‌هاش رو با هم به کار نمی‌گیره. توی یه سلول عصبی یه دسته از ژن‌ها روشنن و بقیه خاموش، و توی یه سلول ماهیچه یه دسته‌ی دیگه. این‌که یه سلول عصب بشه یا ماهیچه، به همین روشن و خاموش بودن بستگی داره، و این انتخاب از قبل از به دنیا اومدنمون شروع می‌شه.

ژن‌ها مثل یه کتاب مشترکن که همه‌ی سلول‌ها یه نسخه‌اش رو دارن، ولی هر سلول فقط صفحه‌های خودش رو می‌خونه. برای فهمیدن اثر محیط، اول باید ببینیم سلول از کجا می‌فهمه کدوم صفحه‌ها مال خودشه.

برچسب‌هایی روی DNA

سلول این رو از نشانه‌های شیمیایی کوچیکی می‌فهمه که روی DNA می‌شینن. این نشانه‌ها خود حروف DNA رو عوض نمی‌کنن و فقط تعیین می‌کنن کدوم ژن روشن باشه و کدوم خاموش. درست مثل برچسب‌هایی که لای صفحه‌های یه کتاب می‌چسبونی تا یادت بمونه کدوم صفحه رو بخونی و کدوم رو رد کنی، بدون این‌که خود کتاب عوض بشه. به همه‌ی این نشانه‌ها با هم می‌گن اپی‌ژنوم.

رایج‌ترین این نشانه‌ها یه تیکه‌ی شیمیایی خیلی کوچیکه که بهش می‌گن نشانه‌ی متیل. وقتی روی DNA یه ژن می‌چسبه، معمولاً اون ژن خاموش می‌شه، و وقتی برداشته می‌شه، معمولاً دوباره روشن می‌شه. «معمولاً» رو جدی بگیر، چون همیشه این‌طور نیست.

وقتی یه سلول تقسیم می‌شه، بیشتر این نشانه‌ها به سلول‌های تازه هم می‌رسن. سلول‌ها با همین نشانه‌ها یادشون می‌مونه کدوم ژن‌ها باید روشن باشن.

نشانه‌های متیل حروف DNA رو عوض نمی‌کنن، فقط روی بعضی ژن‌ها می‌شینن و معمولاً خاموششون می‌کنن. وقتی سلول تقسیم می‌شه، بیشتر این نشانه‌ها با همون الگو به هر دو سلول تازه می‌رسن.
یک واژه اپی‌ژنوم (Epigenome) مجموع همه‌ی نشانه‌های شیمیایی روی DNA یه سلول که بدون عوض کردن حروف DNA، روشن یا خاموش بودن ژن‌ها رو تعیین می‌کنن.

غذا و دود، روی همین برچسب‌ها

حالا می‌رسیم به سؤال خودمون. این نشانه‌ها ثابت نیستن. سبک زندگی و محیط، مثل سیگار، غذا یا عفونت، می‌تونن عوضشون کنن، و این تغییرها می‌تونن دوباره برگردن.

سیگار یه نمونه‌ی روشنشه. روی یه ژن خاص، سیگاری‌ها نشانه‌ی متیل کمتری دارن، و کسایی که سال‌های زیادی سیگار زیاد کشیدن از بقیه‌ی سیگاری‌ها هم کمتر. بعد از ترک سیگار، این مقدار دوباره به سمت مقدار آدم‌های غیرسیگاری بالا می‌ره، گاهی ظرف یه سال.

عجیب‌ترین نمونه مال زنبورهای عسله. ملکه‌ی کندو و زنبورهای کارگر از نوزادهایی درمیان که ژن‌هاشون یکسانه، و فرقشون از غذاست. نوزادی که ژله‌ی سلطنتی بخوره ملکه‌ای می‌شه که تخم می‌ذاره و بقیه کارگرهایی می‌شن که تخم نمی‌ذارن. پژوهشگرها توی نوزادهایی که تازه از تخم دراومده بودن، ژنی رو خاموش کردن که ابزار گذاشتن نشانه‌ی متیل رو می‌سازه. بیشتر این نوزادها بدون ژله‌ی سلطنتی ملکه شدن، با تخمدان‌هایی شبیه ملکه‌ی واقعی. یعنی کاری که ژله‌ی سلطنتی می‌کنه، از راه همین نشانه‌ها هم می‌شه کرد.

تفاوت دوقلوهای همسان با بالا رفتن سن ۴ برابر یه جفت دوقلوی همسان ۵۰ ساله حدود چهار برابرِ یه جفت ۳ ساله ژن با میزان روشن بودن متفاوت داشت.

دوقلوهایی که کم‌کم فرق پیدا می‌کنن

اگه این نشانه‌ها با زندگی عوض می‌شن، دوقلوهای همسان هم باید کم‌کم از این نظر از هم فاصله بگیرن. پژوهشگرها نشانه‌های DNA ده‌ها جفت دوقلوی همسان رو، از بچه تا آدم مسن، بررسی کردن. جفت‌های کم‌سن تقریباً یکسان بودن و جفت‌های مسن به‌روشنی با هم فرق داشتن. بیشترین تفاوت مال دوقلوهایی بود که سال‌های کمتری با هم زندگی کرده بودن یا سابقه‌ی سلامتشون بیشتر فرق داشت.

حتی ماه‌های قبل از تولد هم می‌تونن ردی روی این نشانه‌ها بذارن. کسایی که توی یه زمستون قحطی در هلند توی شکم مادر بودن، ده‌ها سال بعد روی یه ژن خاص نشانه‌ی متیل کمتری داشتن تا خواهر یا برادر هم‌جنسشون که قحطی رو تجربه نکرده بود. این تفاوت فقط وقتی دیده شد که قحطی به ماه‌های اول بارداری خورده بود.

این ردها به بچه‌هامون هم می‌رسن؟ این خودش پرسش جداییه.

محیط بدون عوض کردن حروف DNA، نشانه‌هایی رو جابه‌جا می‌کنه که ژن‌ها رو روشن و خاموش می‌کنن. غذا، سیگار و حتی ماه‌های قبل از تولد روی این نشانه‌ها رد می‌ذارن.

چرا این پرسش مهم است دفعه‌ی بعد که کسی گفت «این توی ژنشه و کاریش نمی‌شه کرد»، یادت باشه این‌که کدوم صفحه از ژن‌هامون خونده بشه، تا حدی به زندگی‌مون بستگی داره. نمونه‌ی سیگار نشون می‌ده بعضی از این نشانه‌ها با عوض شدن یه عادت برمی‌گردن.

این پاسخ از کجا آمده

هر چیزی که بالا خواندی از این ۵ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینک‌ها همین‌جاست.

۵ منبع
۱ Epigenetics, Health, and Disease (CDC) پاسخ کوتاه و بخش اول تا سوم — ژن‌های یکسان همه‌ی سلول‌ها و روشن و خاموش شدنشان، نشانه‌ی متیل، اثر سیگار و غذا و عفونت، برگشت پس از ترک سیگار نهاد رسمی ۲ Epigenomics Fact Sheet (NHGRI) پاسخ کوتاه و بخش دوم و سوم — اپی‌ژنوم، نشانه‌ی متیل، رسیدن نشانه‌ها به سلول‌های تازه، اثر محیط نهاد رسمی ۳ Fraga et al. 2005, Epigenetic differences arise during the lifetime of monozygotic twins, PNAS بخش چهارم — دوقلوهای همسان کم‌سن و مسن، تفاوت چهار برابری، اثر جدا زندگی کردن و سابقه‌ی سلامت پژوهش داوری‌شده ۴ Heijmans et al. 2008, Persistent epigenetic differences associated with prenatal exposure to famine in humans, PNAS بخش چهارم — قحطی زمستان هلند و نشانه‌ی متیل کمتر ده‌ها سال بعد پژوهش داوری‌شده ۵ Kucharski et al. 2008, Nutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation, Science بخش سوم — ملکه و زنبور کارگر، ژله‌ی سلطنتی، خاموش کردن ابزار گذاشتن نشانه‌ی متیل پژوهش داوری‌شده