Perubahan Genom Anda Merasa Sepanjang Generasi

Kita semua tahu bahwa informasi diturunkan dari satu generasi ke generasi berikutnya melalui gen. Tetapi bagaimana dengan tipe lain dari perubahan non-gen dalam DNA Anda, yang disebut epigenetika?

Secara harfiah berarti "di atas gen", perubahan epigenetik adalah modifikasi kimiawi pada DNA Anda yang bertindak sebagai "aktif / nonaktif" untuk gen, mengubah ekspresi gen tanpa mengubah kode gen secara langsung. Sebuah gen dimatikan ketika modifikasi dilampirkan dan dihidupkan kembali ketika modifikasi dihilangkan. Modifikasi yang paling banyak dibahas adalah metilasi DNA, di mana kelompok metil kecil (CH3) ditambahkan ke DNA.

Perubahan epigenetik bersifat reversibel dan dapat dengan mudah diubah oleh lingkungan. Catatan perubahan epigenetik di seluruh genom Anda disebut epigenom Anda. Yang penting, epigenom dapat diturunkan dari generasi ke generasi, memengaruhi sifat anak-anak dengan mengubah ekspresi gen tanpa mengubah kode DNA.

Meskipun kesehatan Anda tergantung pada gen dan epigenom Anda sejak lahir, Anda masih memiliki kontrol atas efek dari gaya hidup Anda. Jadi, bagaimana aktivitas dan pilihan gaya hidup Anda memengaruhi epigenom Anda dan bagaimana perubahan itu memengaruhi generasi mendatang?

Epigenetik dan hubungannya dengan kesehatan

Semua yang Anda lakukan memengaruhi epigenom Anda, mulai dari lingkungan dan kebiasaan tidur hingga pola makan dan olahraga. Epigenetik juga memainkan peran penting dalam penyakit, terutama kanker, jadi memahami cara mengubah epigenom itu penting.

Banyak aspek yang dapat memengaruhi modifikasi epigenetik, termasuk yang Anda dapat (hijau) dan tidak dapat (merah) berubah. Sumber: Nutrisi.

Senyawa dalam makanan tertentu dianggap melindungi terhadap kanker dengan memengaruhi modifikasi epigenetik. Peningkatan metilasi pada daerah DNA tertentu, yang disebut promotor gen, mematikan gen.

Asam lemak omega 3 EPA dan DHA (ditemukan dalam minyak ikan) adalah anti-inflamasi karena mereka “mematikan” ekspresi enzim inflamasi (COX-2) melalui metilasi promotornya. Polifenol (ditemukan dalam teh hijau, kopi, anggur merah, buah-buahan, dan sayuran) diketahui mengaktifkan "gen" tertentu dengan demetilasi langsung atau penghambatan enzim metilasi. Folat (ditemukan dalam sayuran berdaun gelap atau diambil sebagai suplemen) diubah menjadi donor metil penting, yang kemudian dapat memetilasi DNA. Asupan folat terkait dengan metilasi yang lebih tinggi dari gen faktor pertumbuhan spesifik (IGF2), yang mematikan "faktor pertumbuhan" dan dapat membantu mencegah kanker, seperti kanker kolorektal.

Namun, tidak semua pilihan makanan menyebabkan efek epigenetik positif. Konsumsi alkohol telah dikaitkan dengan perubahan epigenetik yang berbahaya dan beberapa kanker. Berbagai gen dimatikan melalui peningkatan metilasi promotor pada pasien kanker kolorektal yang minum banyak dibandingkan mereka yang minum sedikit atau tanpa alkohol. Gen yang terlibat dalam dua jalur pengaturan (MGMT dan WNT) dimatikan "melalui peningkatan metilasi promotor pada pasien kanker kepala dan leher yang minum dibandingkan yang bukan peminum.

Sementara olahraga dikenal dengan banyak efek kesehatan yang bermanfaat, itu juga dikaitkan dengan mengubah metilasi DNA.

Latihan aerobik selama enam bulan menyebabkan perubahan metilasi DNA pada otot dan jaringan lemak, yang secara langsung memengaruhi pembentukan dan penyimpanan lemak. Latihan pada orang-orang muda yang tidak aktif menunjukkan berkurangnya metilasi pada otot tungkai (vastus lateralis) pada promotor gen tertentu yang terlibat dalam metabolisme (PGC-1α, PDK4, dan PPAR-δ), yang bermanfaat meningkatkan metabolisme.

Efek epigenetik dari olahraga dipelajari pada 23 orang dewasa muda yang sehat. Lebih dari tiga bulan, para peserta berolahraga satu kaki dengan bersepeda sambil mengistirahatkan kaki lainnya, masing-masing peserta bertindak sebagai kontrol mereka sendiri. Baik metilasi meningkat atau menurun terlihat di lebih dari 5.000 tempat pada genom sel-sel otot kaki saat berolahraga. Sebagian besar gen yang terkena terlibat dalam peradangan, metabolisme energi, dan respons insulin dengan perubahan epigenetik yang menghasilkan otot yang lebih sehat.

Metilasi DNA yang berubah umumnya terlihat pada kanker. Latihan disarankan untuk memberikan efek anti-kanker pelindung dengan menyalakan "gen penekan tumor" melalui pengurangan metilasi. Namun, kompleksitas mengukur latihan yang dilaporkan sendiri dari kelompok kecil orang dan memiliki hasil yang berbeda dari berbagai penelitian tidak memungkinkan untuk kesimpulan yang lebih solid dapat dibuat.

Apa yang Anda pilih untuk gaya hidup Anda sendiri hanya akan memengaruhi sebagian epigenom Anda - beberapa modifikasi mungkin telah ditambahkan sebelum Anda dilahirkan.

Warisan epigenetik

Epigenom Anda bukan sepenuhnya milik Anda - Anda mewarisi beberapa penanda epigenetik dari orang tua, kakek nenek, dan lainnya. Ini berarti bahwa gaya hidup dan pengalaman nenek moyang Anda telah memengaruhi epigenom Anda dan pada gilirannya, Anda akan membentuk epigenom anak-anak Anda.

Perubahan epigenetik dapat diturunkan secara turun-temurun. Ketika seorang wanita hamil, tiga generasi secara langsung dipengaruhi oleh gaya hidupnya: 1) dirinya sendiri, 2) anaknya, dan 3) cucunya (dengan cara telur atau sperma anaknya).

Gaya hidup dan lingkungan ibu hamil dapat secara langsung mempengaruhi tiga generasi secara bersamaan. Sumber: learn.genetics.utah.edu

Epigenetik sangat penting selama dua periode utama: "jendela kritis" dalam perkembangan awal, dan "transisi diet" pada orang dewasa, seperti makan berlebihan kronis, diet tinggi lemak, atau pembatasan kalori kronis.

Nutrisi ibu telah dikaitkan dengan perubahan epigenetik pada anak-anak mereka. Diet sendiri digunakan untuk mempengaruhi penampilan, umur panjang, dan kerentanan penyakit tikus. Tikus agouti yang hamil, yang dikenal karena mantel emasnya, obesitas, dan kerentanan lebih tinggi terhadap kanker dan diabetes, diberi makan makanan yang kaya akan donor metil, seperti bawang, bawang putih, dan bit. Meskipun gen agouti yang berbahaya diturunkan dari ibu ke bayi, peningkatan metilasi gen dari diet kaya metil mematikan "gen", menghasilkan bayi yang berwarna coklat, ramping, hidup lebih lama, dan kurang rentan terhadap kanker dan diabetes . Melengkapi nutrisi ibu dengan donor metil seperti folat, yang awalnya dimaksudkan untuk mencegah kerusakan otak dan tulang belakang, juga dapat mengubah regulasi gen epigenetik selama perkembangan embrio.

Pola makan yang kaya akan donor metil (folat, kolin, dan vitamin B12) yang dikonsumsi selama kehamilan mematikan

Meskipun olahraga sedang secara teratur selama kehamilan diyakini bermanfaat bagi ibu dan anak, ada sedikit penelitian tentang perubahan epigenetik yang disebabkan oleh olahraga ibu. Kesehatan kardiovaskular yang lebih baik (penurunan denyut jantung janin dan peningkatan volume stroke) terlihat pada bayi pada usia kehamilan 36 minggu pada wanita hamil yang berolahraga secara teratur. Tikus yang lahir dari ibu yang berlari dengan roda secara sukarela telah meningkatkan penciptaan neuron di bagian otak tertentu (hippocampus). Peningkatan regulasi gula dan sensitivitas insulin terlihat pada bayi tikus yang ibunya berlari di atas roda secara sukarela sebelum pembuahan dan selama periode kawin. Olahraga ibu juga dapat menurunkan risiko penyakit seperti diabetes dan penyakit kardiovaskular pada anak-anak mereka sebagai orang dewasa.

Bisakah Anda belajar tentang epigenom Anda melalui tes DNA?

Pengujian genetik dapat mengungkapkan gen apa yang Anda bawa dan bagaimana mereka memengaruhi kesehatan dan sifat Anda, tetapi mereka tidak memberi tahu Anda apa pun tentang epigenom Anda. Karena metilasi dapat dibalik, sulit untuk mempelajari metilasi DNA. Meskipun ada cara untuk mendeteksi metilasi DNA di laboratorium, ilmu pengetahuan itu belum banyak ditransfer ke pasien.

Ada beberapa tes klinis yang tersedia untuk mendeteksi kanker dengan mengidentifikasi penanda epigenetik sel kanker yang unik. Perusahaan Epigenomics menawarkan "tes berbasis darah invasif minimal" yang dapat mendeteksi kanker kolorektal atau paru-paru dalam darah. Tes epigenetik lain, yang disebut EPICUP, dapat menentukan jenis tumor primer yang menyebabkan metastasis pada pasien kanker.

Perusahaan lain Episona memiliki satu-satunya tes kesuburan epigenetik yang tersedia untuk sperma.

Dengan meningkatnya popularitas pengujian genetik, terutama kit langsung ke konsumen, hanya masalah waktu sebelum kit pengujian epigenetik langsung ke konsumen tersedia.

Awalnya diterbitkan di www.geneticsdigest.com pada 15 Desember 2018.