menu close arrow_back_ios person_add home

Wpływ diety matki na epigenom dziecka

Paulina Hetwer

NUTRIGENETYKA

03-09-2018

19/2018

Wyniki badań epidemiologicznych zwróciły uwagę na potencjalny związek pomiędzy narażeniem na konkretne czynniki w trakcie rozwoju płodowego a występowaniem powikłań w życiu dorosłym.

W 1970 r. Forsdahl zauważył, że niedożywienie w początkowych etapach życia wiązało się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia chorób układu krążenia. Samą koncepcję wpływu rozwoju wewnątrzmacicznego na zdrowie i chorobę zapoczątkował Baker już w latach 40. ubiegłego wieku1.

W tym okresie szczególne piętno wywierają zmiany epigenetyczne, czyli modyfikacje ekspresji genów niebędące wynikiem zmian w pierwotnej sekwencji DNA2. Co najistotniejsze, zmiany te mogą być przekazywane komórkom potomnym2.

Genomowy DNA znajduje się w jądrze każdej komórki eukariotycznej w niezwykle skondensowanej formie. Jego łańcuch owinięty jest wokół rdzenia – oktameru białek histonowych, tworząc nukleosom, z którego wystaje tzw. ogon histonu. Zbudowany z 15–38 aminokwasów jest miejscem modyfikacji epigenetycznych. Wpływa na ułożenie nukleosomów, decydując o strukturze chromatyny, a tym samym o dostępności czynników transkrypcyjnych dla genu3. Zmiany epigenetyczne obejmują metylację/demetylację łańcucha DNA i histonów, acetylację/deacetyację histonów, syntezę mikro RNA2.

 

Rola modyfikacji epigenetycznych

Metylacja DNA konieczna jest do utrzymania homeostazy komórkowej oraz struktury chromatyny. Odgrywa kluczową rolę w zjawisku imprintingu rodzicielskiego oraz wyciszaniu sekwencji powtarzających się genomu. Wzór metylacji danej komórki zostaje zachowany w trakcie replikacji i podlega istotnym wpływom czynników środowiskowych4.

Proces metylacji DNA to przyłączenie się grup metylowych (CH3) do adeniny lub cytozyny, w którym uczestniczą enzymy transportujące – DNA-metylotransferazy (DNMT) wiążące kowalencyjnie grupy metylowe. Głównym donorem grup metylowych jest S-adenozylo-L-metionina (SAM), która po oddaniu grupy metylowej staje się S-adenozyno-L-homocysteiną (SAH)5. Składniki odżywcze mogą mieć znaczenie dla poziomu SAM i intensyfikacji metylacji zarówno pojedynczych genów, jak i metylacji globalnej6. Witamina B12 i kwas foliowy (witamina B9) odgrywają rolę donorów grup metylowych niezbędnych do syntezy metioniny będącej prekursorem SAM6. Zmiany w zakresie metylacji w obrębie regionów promotorowych mogą mieć głębokie konsekwencje dla funkcjonowania danego genu.

Nie mniejsze znaczenie dla ekspresji genów mają zmiany epigenetyczne w obrębie histonów. Histony – białka stanowiące podstawę upakowania DNA muszą ulec acetylacji katalizowanej przez acetylotransferazę histonową (HAT), aby doszło do rozluźnienia chromatyny pozwalającego na działanie enzymów transkrypcyjnych6.

Niedawno zwrócono uwagę na decydującą rolę dodatkowego mechanizmu epigenetycznego mediowanego przez cząsteczki mikroRNA. MikroRNA – to niekodujące części genomu zbudowane z 16–29 nukleotydów, które pełnią funkcję hamującą ekspresję genów na poziomie posttranskrypcyjnym. Wszystkie wymienione wyżej procesy epigenetyczne są ze sobą ściśle powiązane i zależne od siebie2.

Wczesny rozwój płodowy jest decydujący dla zmian epigenetycznych. Choć przełomowe dla nauk o żywieniu okazało się istnienie wpływu składników odżywczych na przebieg tych procesów, obszar ten nadal pozostaje nieodkryty. Wiedza o potencjalnym oddziaływaniu poszczególnych makro- i mikroskładników na epigenom czerpana jest głównie z badań na zwierzętach doświadczalnych2. Od rozpoznania mechanizmów wpływu składników odżywczych na genom w okresie prenatalnym zależy sukces w określaniu skutecznych interwencji żywieniowych pozwalających na zachowanie zdrowia na przestrzeni całego życia2.

Wyniki badań epidemiologicznych zwróciły uwagę na potencjalny związek pomiędzy narażeniem na konkretne czynniki w trakcie rozwoju płodowego a występowaniem powikłań w życiu dorosłym.

Chcesz przeczytać więcej?

Pełna treść artykułu, wraz z załącznikami do pobrania, dostępna jest dla prenumeratorów czasopisma, po zalogowaniu się.


O autorze

Paulina Hetwer

CZYTAM ARTYKUŁY

Absolwentka dietetyki na CM Uniwersytetu Jagiellońskiego. Dietetyk kliniczny w poradni Dobry Dietetyk w Wodzisławiu Śląskim. Szczególnie zainteresowana plejotropowym działaniem witaminy D oraz oddziaływaniem składników odżywczych na ekspresję genów.