Термин «эпигенетика» предложил Конрад Уоддингтон в 1942 году для концептуальной модели взаимодействия генов с окружением при формировании фенотипа.

Эпигенетические изменения — наследуемые обратимые модификации 🧬ДНК и хроматина, нуклеопротеида, составляющего основу хромосом.

Эти изменения не меняют первичную нуклеотидную последовательность, но обусловливают изменение активности генов.

Для каждого организма в любой его клетке есть один геном, но много эпигеномов.

Эпигенетическая регуляция осуществляется на уровне ДНК (метилирование CpG островков), хроматина (модификация гистоновых белков) и РНК (микроРНК и длинные некодирующие РНК).

Эпигенетическая регуляция играет определяющую роль в онтогенезе — возникновении и развитии организма, обычно с момента оплодотворения яйцеклетки до взрослой особи.

На ранних стадиях развития эмбриона клетки активно деметилируют свою ДНК. Многоклеточные организмы дифференцируют типы клеток, ткани и органы, регулируя экспрессию генов.

Для этого используются эпигенетические средства — метилирование ДНК и модификация гистонов.

Что происходит с возрастом

С возрастом происходит

1️⃣ глобальное снижение уровня метилирования ДНК,

2️⃣ ген-специфическое гиперметилирование и

3️⃣ ремоделинг хроматина.

В результате происходит возраст-зависимая тканеспецифическая гиперэкспрессия/репрессия около 10% генов всего генома.

Это играет определяющую роль в снижении регенеративных и репаративных способностей клеток и тканей, обусловливает функциональный спад в возрастные заболевания.

Эпигенетический возраст или часы метилирования становятся отраслевым стандартом для оценки скорости старения и биологического возраста индивида.

Как питание влияет на эпигенетические процессы

На скорость старение-ассоциированных эпигенетических изменений влияют наследственные факторы, связанные, например, с эффективностью усвоения витаминов группы B: B6, B9, B12, бетаина, а также питание.

❗️В регуляции степени метилирования ДНК важную роль играют витамины B6, B9, B12, C, А.

Функциональное питание также играет важную роль в ацетилировании гистонов. Высокая степень их ацетилирования под влиянием гистоновых ацетилтрансфераз (HATs) ускоряет старение.

А донором ацетильных групп для этого процесса является ацетил-КоА, концентрация которого повышается в клетке при потреблении высококалорийной жирной пищи.

Спермидин, содержащийся в ферментированных продуктах, грибах, проростках, и низкокалорийная диета снижают активность HATs.

Высокая активность деацетилаз HDAC 1-3 также увеличивает скорость старения. Замедлить процесс помогают их ингибиторы (3,3'-ди-индолилметан, изотиоцианаты (сульфорафан)):

🥦🫘🍊🫒🍎🍵🧄

- Se-метил-1-селеноцистеин в брокколи;

- эквол, генистеин в бобовых;

- апигенин в цитрусовых и петрушке;

- хризин в оливковом масле;

- кверцетин и урсоловая кислота в яблоках и зеленом чае;

- аллицин, диаллил дисульфид в чесноке;

- кофеиновая кислота и катехины зеленого чая;

- кумарин/гидроксикоричная кислота в корице;

- куркумин в карри.

Эти вещества могут рассматриваться как потенциальные геропротекторы — инструменты, замедляющие старение организма.

С другой стороны, повышенная активность деацетилаз гистонов семейства SIRT замедляет старение. Активаторами SIRT1 являются:

- птеростилбен, пикеатаннол, ресвератрол (черника, ежевика, черный виноград, красное вино),

- физетин (свежие огурцы, клубника),

- кверцетин (клюква, репчатый лук, яблоки, голубика).

На западе набирает популярность SIRT-активирующая диета под названием Sirtfood Diet. Такой стиль питания включает регулярное употребление богатых полифенолами продуктов:

- бобовых,

- каперсов,

- голубики,

- зеленого чая,

- оливкового масла,

- петрушки,

- рукколы,

- клубники,

- цитрусовых,

- яблок,

- салата кейл,

- черного кофе,

- карри.

В самом начале XXI века была надежда на генетику. Что расшифровка генома поможет нам заглянуть в самую суть биологических процессов человека. И, конечно, что мы будем их как-то сами регулировать.

Но оказалось, что геном — это хорошо, но регуляция транскрипции, а потом и регуляция на уровне белков — гораздо более сложная и объёмная, то есть не плоская модель. Это фактически и есть эпигенетика.

И оказалось, что, воздействуя на эпигенетику, мы можем менять активность и направление процессов. Мы пришли к пониманию, что мы не так уже безоружны и что может быть, даже редактирование ДНК (кроме генетических заболеваний) нам так остро не нужно, а нужно работать с эпигенетикой.

Научные источники:

Источник 1 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/12415319/)

Источник 2 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25788723/)

Источник 3 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22186258/)

Источник 4 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2838962/)

Источник 5 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6728603/)

Источник 6 (https://www.nature.com/articles/srep16616)

Источник 7 (https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36230032/)

Источник 8 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3482848/#:~:text=Aging%20is%20strongly%20correlated%20with,complexity%20from%20yeast%20to%20humans)

Источник 9 (https://www.nature.com/articles/s41467-021-21900-2)