سلوكياتك..تغيرطريقة عمل چيناتك ؟علم أم دجل - ساينسوفيليا

 

سلوكياتك..تغيرطريقة عمل چيناتك ؟علم أم دجل  

 كتابة/  مي علي 
مراجعة/ آية محمد شكري  

 للجينات دور هام في صحتنا، لكن  ليست وحدها؛ فإن السلوكيات مثل ماهية الأكل، ودرجة النشاط البدني،والعوامل البيئية لها دور كذلك!  

مامعنى التغيرات الفوق چينية(Epigenetics)؟ 

 هو دراسة تأثير السلوكيات، والعوامل البيئية على آلية عمل الجينات . ويعرف أيضا بعملية التخلق Epigenetics . 

 تختلف التغيرات فوق الجينية عن التغيرات الجينية، فهي عكسية، ولا تؤثر في تركيب  الحمض النووي، لكنها  تغير من كيفية قراءة الجسد لتتابع الحمض النووي . 

حيث يؤدي تتابع الچينات على شريط الحمض النووي إلى تكوين أنواع محددة من البروتينات. 

بينما تؤثر العوامل الوراثية فوق الجينية على تعبير هذه الجينات فقد تنشط بعضها،و تثبط البعض الآخر . 

وعلى ذلك فإن سلوك الفرد -من حيث الحمية الغذائية، والنشاط الرياضي، والعوامل  البيئية المحيطة به -قد يؤدي إلى تغير في التعبير الچيني عن طريق التثبيط،أوالتنشيط لبعض الچينات . 

 كيف تعمل العوامل الوراثية فوق الجينية؟ 

إن التغيرات فوق الجينية تؤثر على التعبير الجيني بعدة طرق، وتشمل تلك  الأنواع الآتي: 

1. مثيلة الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين (إضافة مجموعة ميثيل): -
   تحدث مثيلة الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNA؛ (بإضافة مجموعة كيميائية )ميثيل( للحمض النووي، تضُاف تلك المجموعة إلى مواضع معينة على الحمض النووي، حيث تعمل على إعاقة البروتينات التي ترتبط بالحمض النووي، ومن ثم تعمل على إعاقة قراءة ،وترجمة الچين.
   يمكن إزالة هذه المجموعة الكيميائية عن طريق عملية يطُلق عليها نزع الميثيل. تعمل المثيلة في المُجمل على تثبيط الجينات،وبالتالي فإن نزع مجموعة الميثيل يُنشطها. 
   
   
2.  تعديل الهيستون:-
   يلتف الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين(DNA9 )حول  بروتينات تسُمي بالهيستون. لا يمكن قراءة ،وترجمة الأجزاء الملتف بشدة من الحمض النووي.   ومن ثم فإن بعض الجينات الملتفة حول الهيستون تكون في حالة صامتة بينما تكون بعض الجينات الأخرى غير الملتفة حول الهيستون  في حالة متغيرة من نشاط أو صمت.  
   
   
3.  تأثير الحمض النووي الريبوزي غير المشفر:

 يسُتخدم الحمض  النووي الريبوزي منقوص الأكسجين DNAكتعليمات وأوامر لصنع الحمض النووي الريبوزي RNA المشفر، وغير المشفر.  

يقوم الحمض النووي الريبوزي المشفر بصناعة البروتينات، بينما يتحكم الحمض النووي الريبوزي غير المشفر في قراءة الچينات المسؤلة عن تصنيع  هذه البروتينات.  

وعلى ذلك فإنه على الرغم من وجود چين ما في الحمض النووي الريبوزي المشفروالذي يؤدي إلى تكوين بروتين ما، إلا إنه يمكن إيقاف نشاط هذا الچين بواسطة الحمض النووي الريبوزي الغير مشفر، الذي يعمل على إيقاف عملية ترجمة هذا الچين -في وجود بروتينات معينة-ومن ثم يتم منع إنتاج البروتين الوظيفي لهذا الچين . 

 كيف تحدث التغيرات الوراثية الفوق چينيةEpigenetics ؟ 

إن تلك التغيرات تحدث مع التقدم في العمر، فكلاهما جزء من التطور الطبيعي بجانب الشيخوخة، والاستجابة للعوامل السلوكية والبيئية.  

•  التغيرات الوراثية الفوق چينية والتطور:

تبدأ التغيرات الوراثية الفوق چينية قبل الولادة في المرحلة الجنينية ، فكل الخلايا لديها نفس الجينات  لكنها  تختلف في الوظيفة، فكلما نكبر ونتطور تساعدنا التغيرات الوراثية الفوق چينية على تحديد الوظائف التي ستقوم بها الخلايا.  

 فعند مقارنة خلية عصبية بأخرى عضلية فإن الخلايا العصبية والعضلية تحمل نفس الجينات  لكنها تختلف في عملها، حيث تنقل الخلية العصبية المعلومات لخلايا أخرى في الجسد، بينما تتحكم  الخلية العضلية  في قدرة الجسم على  الحركة.  

تسمح التغيرات الوراثية الفوق چينية للخلايا العضلية بتفعيل الجينات لإنتاج البروتين اللازم لإتمامها لوظائفها في حين أنها توقف الجينات اللازمة لوظيفة الخلايا العصبية.  

• التغيرات الوراثية الفوق چينية والعمر:

تتم تلك التغيرات على مدار حياتك. فليست التغيرات التي حدثت في الولادة  كتلك التي في الطفولة ، أو في مرحلة الشباب. 

ففي دراسة مقارنة بين حديث ولادة وشاب عمره 26 عام وآخر ذي 103 أعوام اتضح الآتي:  

مثيلة الحمض النووي الريبوزي منقوص الأكسجين في ملايين المواقع في الأشخاص السالف ذكرهم كشفت  عن أنه يقل مستوى مثيلة الحمض النووي مع التقدم في العمر. فحديث الولادة لديه القدر الأكبر من درجة مثيلة الحمض النووي، في حين صاحب  103 أعوام لديه القدر الأقل ويقع مستوى المثيلة للشاب  ذي 26 عام في الوسط بين الاثنين.  

• التغيرات الفوق چينية ذات تأثير دائم أم مؤقت ؟ 

ليست كل  التغيرات دائمة لكن  يمكن أن يضُاف البعض  منها، أو  يُزال استجابة لتلك التغيرات التي تحدث في العوامل السلوكية والبيئية. فإذا تطرقنا لمثال كالمدخنين، وغير المدخنين، والمدخنين  السابقين سنجد أنه يمُكن أن  ينتج عن التدخين تغيرات وراثية فوق چينية.
حيث يميل المدخنون إلى أن  يكون لديهم مثيلة أقل للحمض النووي من أقرانهم من غير المدخنين وذلك في أجزاء معينة من چين   AHRR (Aryl-Hydrocarbon Receptor Repressor) والاختلاف أعظم في حالة التدخين بشراهة ولمدة طويلة.

تبدأ مثيلة الحمض النووي في الازدياد عند المدخنين السابقين بعد الإقلاع عن التدخين وبعد فترة يمكنهم الوصول  إلى تلك  المعدلات المُشابهة في هذا الجين لغير المدخنين. قد يحدث ذلك في بعض الحالات خلال  عام لكن  طول المدة أو قصِرها يعتمد على كم، ومدة التدخين قبل الإقلاع.  

 التغيرات فوق الجينية والصحة: - 

يمكن أن تؤثر تغييرات التخلق على صحتك عبر طرق مختلفة:  

1. العدوى:
   تغير الجراثيم من العوامل  فوق الجينية وتضُعف الجهاز المناعي. وهذا يساعد بدوره في نجاة هذه الجراثيم.
   مثال: تؤدي الجراثيم المسببة لمرض السلُ )الدرن( إلى تغيرات في الهيستون في بعض الخلايا المناعية والذي ينتج عنه تثبيط لجين IL-12B )إنترلوكين، عامل نمُو الخلايا التائية( مما يضُعف الجهاز المناعي.  
   
   
2. السرطان:
   إن طفرات معينة قد تجعلك أكثر عُرضة للسرطان مثل التغيرات فوق الجينية فإنها تزيد خطر الإصابة به.
   فعلى سبيل المثال ، حدوث طفرة في الجين المثبط للورم BRCA1 والذي يمنعه من العمل بطريقة صحيحة يجعلك أكثر عُرضة للإصابة بسرطان الثدي وسرطانات أخرى.
   وبالمثل فإن زيادة مثيلة الحمض  النووي الذي ينتج عنها انخفاض التعبير الجيني لجين BRCA1 يرفع من خطر الإصابة بسرطان الثدي وسرطانات أخرى. 
    بينما تحتوي الخلايا السرطانية على مثيلة مرتفعة للحمض النووي في بعض الجينات لكن مستوى المثيلة الكلُية منخفض في الخلايا السرطانية مقارنة بالخلايا الطبيعية.
    بعض الأنواع المختلفة من السرطانات المتشابهة لديها أنماط مختلفة من مثيلة الحمض النووي. تسُتخدم عوامل التخلق لتساعد في تحديد نوع السرطان لدى المريض أو تسُاهم في اكتشافه مُبكرا . 
   لا تشُخص التغيرات فوق الجينية السرطان بل يحتاج ذلك إلى اختبارات تأكيدية.
   مثال: تزيد المثيلة في جين SEPT9 في سرطان القولون والمستقيم، وعلى ذلك فإن تحديد مستوى المثيلة في جين SEPT9 بالإضافةإلى اختبارات تشخيصية أخرى قد يساعد في الاكتشاف المبكر للسرطان القولون والمستقيم. 
     
3. التغذية أثناء فترة الحمل: -
   تؤثر كل من العوامل السلوكية والبيئية والحمية الغذائية ووفرة الغذاء الصحي أو انخفاضه على التغيرات الوراثية اللاجيني للجنين.
    قد تستمر بعض هذه التغيرات لعقود وربما تجعل الطفل أكثر عُرضة للإصابة بأمراض بعينها.
   
   مثال: المجاعة الهولندية الشتوية(حدثت أثناء الاحتلال الألماني لهولندا 1945-1944): إن الأشخاص الذين حملت بهم أمهاتهم خلال فترة المجاعة كانوا معرضين بدرجة أكبر للإصابة بأمراض معينة كأمراض القلب، الفصام، وداء السكري من النوع الثاني.
   وجد الباحثون بعد مرور حوالي 60 عام أن مستويات المثيلة في الأشخاص الذين حملت بهم  أمهاتهم  أثناء المجاعة قد،رنة بمن لم يتعرضوا للمجاعة قبل مولدهم.  

قد تسُهم هذه الاختلافات  في درجة المثيلة في ترجيح إصابة بعض الأشخاص بأمراض بعينها فيما بعد .   

 المصادر :

•   https://www.cdc.gov/genomics/disease/epigenetics.htm
  
  
•  /https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1392256