Епигенетиката – преддверие към райските порти?

Доц. д-р Димитър ПОПОВ

Разчитането на човешкия геном (наборът от гени на ДНК) безспорно е едно от най-великите достижения на разума. Дългата битка за разкриването на може би най-съкровената тайна на нашата планета се увенча с успех в самото начало на третото хилядолетие. 

Консорциумът от учени, участващи в грандиозния международен проект Човешки геном, планираше финалният акорд да прозвучи през 2003 г. – в чест на 50-ата годишнина от разкриването на структурата (т.нар. двойна спирала) на молекулата на ДНК от носителите на Нобелова награда американеца Джеймс Уотсън и англичанина Франсис Крик. Плановете обаче неочаквано се объркаха, тъй като „лошото момче” в науката – невероятният американски генетик професор 

Джон Крейг Вентър, изпревари плеядата световни знаменитости, 

участващи във въпросния консорциум, и финишира първи, разчитайки по феноменален начин дълбоко закодираната тайна на човешката същност. Невероятното достижение Джон Вентър представи на официална церемония през 2000 г. в присъствието на американския президент Бил Клинтън. Недолюбван (че кога са обичали гениите?) и одумван, Джон Вентър все пак накара света да замълчи. Първоначалната идея е да продаде тайната и получените средства да използва за финансиране на грандиозните си проекти, свързани с решаване на редица глобални проблеми на планетата, с които през последното десетилетие скандализираше света. В крайна сметка под бурните аплодисменти на човечеството откритието е предоставено безвъзмездно на научната общност. Още не беше утихнал звънът от чашите с шампанско в чест на знаменателното събитие, когато пред учените се изправи сянката на ново предизвикателство. 

Предвижданията за броя на гените в човешкия геном далеч не се оправдаха. 

Оказа се, че те са около три пъти по-малко от очакваните – едва около 30 000. Изключителен смут в научните среди предизвика фактът, че генетичният код на едноклетъчния организъм – амебата, се оказа около 200 пъти по-дълъг от този на човека! Грешка или нова, невероятна загадка? А може би при по-сложните организми ДНК е по-компактна? Тогава защо геномът на дрождите е двеста пъти по-кратък от човешкия? Въпросите бяха много повече от разумните отговори. Обяснението на този невероятен феномен все пак беше намерено. И то е, че висшите организми са способни от една генетична схема, кодирана в молекулата на ДНК, да синтезират множество варианти на протеини. Т.е., използвайки компютърната терминология, човешката ДНК представлява хардуер, който някакъв скрит софтуер използва, за да създаде това невероятно творение – човешкия организъм, със сини, зелени или кафяви очи, руси или черни коси, обаятелна или не дотам фигура, тъмна или светла кожа, висок или нисък ръст, болнав или с цветущо здраве до дълбока старост и т.н., и т.н. 

Така в биологията се роди една нова наука със спиращи дъха перспективи, която получи респектиращото название епигенетика, 

т.е. надгенетика („επi” на гръцки – над, свръх). Епигенетиката дава отговор на трудния въпрос защо човекът се различава тъй много от шимпанзето, въпреки че неговият геном на 98,7% съвпада с човешкия. Очевидно различията в „софтуера” на двата организма са огромни. В интерес на истината терминът „епигенетика” е предложен от английския биолог Конрад Уодингтън в далечната 1942 г. – доста преди окончателното разкриване на химическата природа на гените и строежа на ДНК. Интуитивно идеите на тази най-нова наука с невероятно бъдеще прозират в редица изследвания през втората половина на миналия век. Първата Нобелова награда в тази област обаче е връчена едва през 2006 г. Нейни носители са американските учени Андрю Файър и Крейг Мело. 

Основополагаща идея в епигенетиката е, че голяма част от гените в човешката ДНК „работят” непостоянно 

и тяхното включване зависи от действието на редица външни фактори. Т.е. генетичната информация, която наследяваме от родителите си, не е присъда, която получаваме при раждането си, а през нашия живот тя може да се „разчете” по най-различен начин. За този прочит съществено влияние оказват факторите, действащи върху организма на майката по време на бременността ѝ, екологичното състояние на средата, която обитаваме, начинът ни на живот (хранителен режим, емоционални преживявания, вредни навици) и пр. Иначе казано, в човешкия организъм действат т.нар. епигенетични превключватели, които са в състояние да накарат да „замълчат” определени гени в ДНК, а други да „заговорят”. И това, което ще сътворят тези гени, може да е или гибелно за нашия организъм (рак, диабет, инфаркт, инсулт), или да ни доведе до райските порти – дълъг живот без болести и недъзи. Изключително важно е, че въпросните изменения се запаметяват от клетките дори и след прекратяване на въздействието на външните фактори. Т.е. хранителният режим и навиците на бъдещата майка се отразяват не само на жизнения статус на нейната рожба, но и на внуците и правнуците. 

От начина ѝ на живот в изключително висока степен зависи дали тя ще роди неудачник с посредствени интелектуални възможности и вечно разклатено здраве или дете с цветущо здраве и висок интелект. В този смисъл отговорността на всеки от нас пред бъдещите поколения очевидно е огромна. Понятно е, че белите петна в тази нова, едва прохождаща наука са много. Един от въпросите, който е пряко свързан с управлението на „епигенетичния софтуер”, е как се осъществява въздействието върху „словоохотливостта” на гените. 

От различните механизми на епигенетичната регулация относително най-добре изучен е този на т.нар. метилиране – включването на метилна (-СН3) група в състава на цитозина, една от четирите азотни бази в молекулата на ДНК. Този механизъм представлява и най-голям практически интерес, тъй като е пряко свързан с начина на хранене на съответния индивид, с жизнените навици (физически натоварвания, спорт, тютюнопушене, алкохол и т.н.), с екологичната среда, мозъчната дейност, емоционалните въздействия и т.н. 

Съществуват редица храни, съдържащи вещества, които влияят активно на механизма на метилиране. 

В зеления чай например се съдържа флавоноидът епигалокатехин-3-галат (EGCG), който активизира гените, потискащи нарастването на туморните образувания, деметилирайки съответни участъци от ДНК. Изофлавонът генистеин, съдържащ се в соята, както и каротеноидът ликопен, богати на който са доматите и динята, също участват активно в управлението на процеса на метилиране на цистеина, оказвайки съществено влияние върху поведението на определени гени в молекулата на ДНК. 

Макар и по друг механизъм, влияние върху експресията на гените оказва и сулфорафанът, съдържащ се в броколито и другите зелеви култури. За жалост съществуват много вещества, т.нар. дизраптори (разрушители), в основната си част сътворени от човека, които по най-безцеремонен начин се намесват в механизма на метилиране на ДНК, причинявайки непоправими вреди на човешкия организъм.

Един от най-ярките примери е веществото бисфенол А, 

прилаган вече 50 години в производството на безчислено количество пластмасови изделия, използвани за съхранение на храни и напитки. Доказано е, че последният потиска ензимите, управляващи процеса на метилиране на определени участъци на ДНК с всички негативни последствия върху човешкия организъм (рак, диабет, безплодие и т.н.). Неотдавна учените от Колумбийския университет в САЩ получиха доказателства, че бисфенол А води и до заличаване на различията между двата пола и раждане на поколение с хомосексуална ориентация. 

Убедително е установено, че сериозни негативни въздействия върху човешкия епигеном оказват пестицидите, 

тежките метали (кадмий,  никел, цинк, олово, живак и др.) и радионуклидите, с които буквално е отровена земята ни. 

На фона на катастрофалните екологични промени на нашата планета - „плод” на научно-техническата революция, хоризонтите, които разкрива епигенетиката –  удължаване на човешкия живот, преборване на най-страшните болести и чувствително подобрение на жизнения статус и интелектуалните възможности на човека, вдъхват изключителен оптимизъм за бъдещето на хомо сапиенс. Дали наистина епигенетиката ще се окаже бленуваното преддверие към райските порти предстои съвсем скоро да разберем. 

Най-интересните статии на доц. д-р Димитър Попов, публикувани във в. "Животът днес", са събрани в книгата "Мантри за здраве и дълголетие", която се разпространява от книжарниците „Хеликон”.
gpopov_bg@yahoo.com  

Сподели във Facebook