Ljudje smo vsakodnevno izpostavljeni različnim kemičnim motilcem endokrinega sistema (KMES). Izpostavljenost KMES je povezana s številnimi motnjami in boleznimi reproduktivnega sistema, vendar njihov ...vpliv še ni natančno pojasnjen. Opisanih je več različnih mehanizmov preko katerih KMES lahko motijo delovanje organizma. Reproduktivno zdravje je odvisno od pravilnega prenatalnega razvoja jajčnikov, ki je ključen za njihovo pravilno delovanje. Ugotovitve epidemioloških študij in študij na živalih kažejo, da prenatalna izpostavljenost KMES lahko povzroči različne bolezni reproduktivnega sistema pozneje v življenju, kar povzema hipoteza sindroma ovarijske disgeneze. Eden od vzročnih mehanizmov delovanja KMES za pojav sindroma ovarijske disgeneze naj bi bile tudi epigenetske spremembe. V članku, ki je pregled literature na tem področju, je predstavljena vloga epigenetskih procesov (DNA metilacija, ne-kodirajoča RNA, histonske modifikacije) v toksičnem delovanju KMES na reproduktivni sistem.
Epigenetika i depresivni poremećaj Lepeduš, Hrvoje; Mikulaj, Kornelija; Gall Trošelj, Koraljka
Medicina fluminensis,
06/2017, Volume:
53, Issue:
2
Journal Article
Peer reviewed
Open access
Veliki depresivni poremećaj (MDD, od engl. Major Depressive Disorder) jedan je od najčešćih psihosomatskih poremećaja, sa snažnom tendencijom porasta broja oboljelih. Do 2020. godine mogao bi postati ...drugi najveći zdravstveni svjetski problem. Uzroci nastanaka bolesti, kao i klinička slika, vrlo su složeni. Ovakva složenost posljedica je aktivnosti velikog broja gena, od kojih svaki „pridonosi“ nastanku i izražaju bolesti s relativno malim udjelom. Sve veći broj rezultata mnogih studija upućuje na važnost epigenetičkih mehanizama regulacije aktivnosti gena, kao poveznicu bioloških i drugih čimbenika koji se povezuju s nastankom depresije. Većina istraživanja pokazuje uzročno-posljedičnu vezu između različitih bioloških i psihosocijalnih čimbenika, s jedne strane, te međuovisne promjene obrazaca metilacije/demetilacije molekule DNK i promjene koda histona, s druge strane. Sve je više podataka o značajnoj ulozi različitih nekodirajućih molekula RNK u nastanku depresivnog poremećaja. Konačno, pokazalo se da mnogi antidepresivi djeluju na epigenom. Ovaj učinak otvara potpuno novo poglavlje u razumijevanju patogeneze i epigenetičke podloge liječenja depresivnog poremećaja.
The Human Genome Project, completed ten years ago, widely opened the door for the field of Epigenetics as a new venue to study the causes of human disease and to search for predictive biomarkers and ...therapeutic targets for a wide range of disorders. The field of behavioral and psychiatric epigenetics is still very young, but increasing evidence suggests that epigenetic mechanisms contribute to the development of neuropsychiatric disorders. The prenatal period is particularly vulnerable to epigenetic disruption, and it seems likely that adverse in utero environments can induce epigenetic dysregulation and predispose an individual to mental disease later in life. Emerging evidence from animal studies has shown that maternal exposure to drugs, stress, and toxicants can alter epigenetic gene programming in the brain and contribute to neurodevelopmental and behavioral deficits in the offspring. The evidence from human studies is more limited but is in agreement with animal data. Several human studies have shown that prenatal risk factors, such as maternal food deprivation and stressful life events, are associated with persistent epigenetic changes in genes that are linked to neurodevelopmental disorders and psychopathology. Although these studies support the hypothesis that epigenetic mechanisms may be involved in prenatal programming of psychopathology, a collaborative effort of basic, clinical and epidemiological research is needed to advance this field. Nevertheless, this field holds great promise to facilitate our understanding of environmental contribution to human mental disease and to reveal new predictive biomarkers as well as preventive and therapeutic approaches for various neuropsychiatric disorders.
Projekat humanog genoma (HGP), završen pre deset godina, širom je otvorio vrata epigenetici kao novoj oblasti za prou- čavanje uzroka humanih bolesti i za pronalaženje novih dijag- nostičkih biomarkera i terapeutskih pristupa za širok spektar poremećaja. Epigenetika ponašanja i psihijatrijska epigene- tika su još uvek mlade oblasti ali je sve više dokaza koji ukazu- ju na to da epigenetski mehanizmi doprinose razvoju neuro- psihijatrijskih poremećaja. Prenatalni period je posebno osetljiv i smatra se da negativni uslovi tokom intrauterinog razvoja mogu da izazovu epigenetsku disregulaciju i predis- poniraju osobu za razvoj duševnih bolesti kasnije u životu. Istraživanja na životinjama pokazala su da izlaganje majke lekovima, stresu i otrovnim materijama može da prameni epi- genetsko programiranje gena u mozgu i da doprinese pore- mećajima razvoja mozga i ponašanja kod potomaka. Istra- živanja na ljudima su znatno ograničenija, ali su rezultati u skladu sa podacima dobijenim kod životinja. Nekoliko študija na ljudima ukazuje na to da su prenatalni faktori rizika, kao što su gladovanje majke ili izlaganje majke stresu, povezani sa trajnim epigenetskim promenama u genima koji su dove- deni u vezu sa neurorazvojnim poremećajima i psihopatološ- kim promenama. lako ove študije podržavaju hipotezu da epigenetski mehanizmi mogu biti uključeni u prenatalno pro- gramiranje psihijatrijskih oboljenja, potreban je zajednički na- por istraživača iz osnovnih, kliničkih i epidemioloških istra- živanja da bi se ova oblast unapredila. Ovo polje istraživanja omogućiće nam da bolje razumemo doprinos životne sredine razvoju mentalnih bolesti kod ljudi i ima potencijal da otkrije nove biomarkere, kao i preventivne i terapeutske pristupe različitim neuropsihijatrijskim poremećajima.
Glutation (γ-glutamil-cisteinil-glicin) stanični je tripeptid, tiolni spoj i jaki antioksidans koji sudjeluje u metabolizmu otrova i biotransformaciji ksenobiotika faze II. Može se vezati na ...različite proteine u procesu poznatom pod nazivom glutationilacija. Proteinska glutationilacija dokazano je jedan od važnih posttranslacijskih upravljačkih mehanizama u fiziologiji stanica i tkiva. Izravne i neizravne upravljačke uloge u fiziološkim procesima uključuju glutationilaciju glavnih transkripcijskih faktora, eikozanoida, citokina i dušikova oksida (NO). U ovom se preglednom radu razmatraju navedeni upravljački mehanizmi na primjerima regulacije glutationom u apoptozi, vaskularizaciji, metaboličkim procesima, mitohondrijskom integritetu, imunološkom sustavu i fiziologiji živčanog sustava. Težište je rada na novim opisanim fiziološkim ulogama glutationa, pored uobičajeno opisane uloge u biotransformacijskom metabolizmu.
Nedavni pokušaji da se utvrdi način funkcioniranja ljudske jedinke i pronađu uzroci njezina razvitka, posebice u negativnom smjeru, u smislu općenite potrage za srećom u suvremenom društvu, stvaraju ...potrebu za razvitkom znanstvenog stajališta o tom pitanju. U ovom je radu pažnja posebice posvećena kauzalitetu čovjekova razvoja u društveno neprihvatljivom svjetlu devijantnosti s obzirom na značajnu ulogu okoliša u navedenom procesu. S tim na umu, razložiti ćemo biološke, psihološke i socijalne faktore koji tvore pojedinca kao takvog, a u značajnoj mjeri, devijantnu individuu. Mnogi autori pozivaju se na slične teze koje ćemo navesti, no tek u ovom radu oslanjamo se na one potpomognute zbiljskim znanstvenim dokazima o utjecaju okoline i okoliša na formaciju devijantne ličnosti. Ličnost koja odstupa od uobičajenih obrazaca ponašanja koji bi se, uvjetno rečeno, smatrali normalnim i kao takvi društveno prihvatljivim. Perspektiva proučavanja potječe iz stranih i nekoliko radova hrvatskog govornog područja te je fenomen promatran i oprimjeren i na primjerima našeg podneblja. Nastojat ćemo dati zaokruženu i cjelovitu sliku fenomena sve većeg društvenog opsega i njegovih uzroka. Cilj je dosegnuti dostatnu razinu jasnijeg shvaćanja problema te svih njegovih pretpostavki i, najvažnije, izbjeći njegovo pogrešno shvaćanje. Interdisciplinarnim pristupom, tj. doprinosom više disciplina, razjasnili smo fenomen i naznačili potrebu za razumijevanjem, a time dali i smjernice za načine djelovanja. Ovu analizu moguće je dopuniti istraživanjima na istu temu te konkretnim radovima istraživača koji su se prethodno bavili sličnom tematikom, poput Brucea Liptona i drugih.
Za rak prostate može se reći da je jedan od najvažnijih medicinskih problema u muškoj populaciji. U razvoju i progresiji karcinoma prostate bitne su epigenetska regulacija ekspresije gena pomoću ...promotora metilacije i acetilacije histona, proupalni enzim ciklooksigenaza-2, kao i somatske mutacije različitih gena s različitim biološkim funkcijama.
Ubrzani razvoj u područjima tkivnog inženjerstva i regenerativne medicine, potaknuo je tehnologiju pluripotentnih
matičnih stanica (iPSCs) koja zajedno s genskom terapijom predstavlja obečavajući ...izvor matičnih odnosno
transplantacijskih stanica. U ovom su radu, za vrijeme stvaranja mišjih iPSC-a upotrebom mRNA Yamanaka faktora
od mišjih embrionalnih fibroblasta (MEF), istraženi učinci različitih modulatora: malih molekula kao antioksidansa,
askorbinske kiseline (ASA), inhibitora histonske deacetilaze (HDACi), valproične kiseline (VPA), inhibitora DNA
metiltransferaze (DNMTi) i 5-azacitidina (5-AzaC). Ovi su modulatori odabrani zbog njihova dobro poznatog učinka
na epigenetski status i modifikaciju kromatina za vrijeme ranog reprogramiranja. Stvaranje iPSC-a postignuto je
upotrebom sintetiziranih mRNA Yamanaka faktora Oct4, Sox2, c-Myc i Klf4 (OSCK). Istražene su i morfološke
promjene i razina ekspresije markera pluripotencije. 5-AzaC s koncentracijom od 1 μM imao je mali toksičan učinak
na stanice, utječući na proliferaciju i njihov rast. Nasuprot tome, upotreba VPA-a ili ASA-e dovela je do dvostrukog
povećanja broja iPSC kolonija. iPSC kultura s dodatkom VPA-a ili ASA-e pokazala je visoku ekspresiju testiranih
markera pluripotencije, sa znakovitim višom razinom u odnosu na stanice kojima je dodan 5-AzaC. Ovi rezultati
rasvjetljuju ulogu ASA-e, VPA-a i 5-AzaC-a za vrijeme stvaranja mišjih iPSC-a primjenom strategije reprogramiranja
mRNA.
Epigenetika i fiziologija gena Gall Trošelj, Koraljka; Novak Kujundžić, Renata; Grbeša, Ivana
Medicina fluminensis,
06/2009, Volume:
45, Issue:
2
Journal Article
Peer reviewed
Open access
Za razliku od genomike, koja se temelji na proučavanju građe – anatomije gena, epigenomika se temelji na izučavanju nasljednih varijacija u aktivnosti gena, dakle njihovoj fiziologiji. Osnovni ...epigenetički procesi, regulatori aktivnosti gena su metilacija molekule DNA i post translacijske modifikacije histona. Ova dva procesa međusobno se nadopunjuju pri čemu stvaraju epigenetičku mrežu događaja koja u konačnici regulira aktivnost pojedinih gena. Uspostava određenog tipa epigenetičke mreže ovisi o anatomiji gena i njegovog promotora te stalnom međudjelovanju egzogenih i endogenih čimbenika koji dovode do stvaranja
karakterističnog epigenetičkog biljega. Sve se više uviđa važnost reverzibilnosti uspostave i uklanjanja epigenetičkih molekularnih biljega u svim, a naročito u zloćudnim bolestima.
Istraživanja u području epigenomike, primjene novih, epigenomskih pristupa u liječenju, a posebno u području razvoja “pametnih”, epigenetičkih lijekova, u uzlaznoj su putanji koja još uvijek nije dosegla svoj zenit.
Epigenetika verwys na oorerflike en verbygaande variasie in geenuitdrukking en proteïenvouing wat nie bepaal word deur variasie in DNA-basisvolgorde of proteïenaminosuurvolgorde nie. Epigenetiese ...variasie word moontlik gemaak deur DNA-metilering, histoonmodifikasie, regulering deur verskeie vorme van niekoderende RNA en prionbemiddelde variasie in proteïenvouing. DNA-metilering, histoonmodifikasies en niekoderende RNA is nukleïensuurverwante epigenetiese meganismes wat geenuitdrukking beïnvloed. Prions, daarenteen, verteenwoordig 'n proteïenverwante epigenetiese meganisme wat proteïenvouing en gevolglik proteïenfunksie beïnvloed. Die genoom, epigenoom en omgewing saam bepaal die fenotipe. Moduleerders van die epigenoom het die grootste impak tydens oorgangsfases in ontwikkeling, byvoorbeeld rondom bevrugting en vroeë fases van die embrio, anders as hul impak op die epigenoom van gedifferensieerde selle. Epigenetiese "littekens" wat vroeg in die lewe deur omgewingsfaktore geïnduseer word, hou implikasies in vir gesondheid in volwassenheid. Kennis oor die verhouding tussen die epigenoom, omgewing en siekte is steeds vaag. Dit is onduidelik of die omgewing 'n direkte of indirekte impak op die epigenoom het en of klein veranderinge in die epigenoom die oorsaak of gevolg van siekte is. Epigenetiese variasie geassosieer met siektes kan gebruik word as biomerkers vir siektevatbaarheid indien dit teenwoordig is in die voorafbestaande epigenoom. Epigenetiese variasie deur siekte geïnduseer kan gebruik word om die erns en duur van siekte of die uitkoms van behandeling te monitor. 'n Verskeidenheid molekulêr-biologiese en biochemiese tegnieke word gebruik om epigenetiese variasie te bestudeer. Die keuse van tegniek is afhanklik van die tipe epigenetiese meganisme wat bestudeer word, die doel van die studie, en, in die geval van nukleïensuurverwante meganismes, of die modifikasie op genoom-wye, streek- of lokus-spesifieke vlak bestudeer word. In hierdie oorsigsartikel word epigenetika bespreek onder die temas: agtergrond, tipes, oorerflikheid, moduleerders, gesondheid en siekte, en metodes ter bestudering. Epigenetika regverdig die herskryf van die moderne evolusieteorie. Dit ondersteun die oorerwing van verworwe eienskappe en werp nuwe lig op meganismes wat inligting kommunikeer vanaf die omgewing na die genoom, transkriptoom en proteoom. Epigenetics : the link between genetics and environment All living organisms face the constant challenge of adapting to an ever changing environment. The mechanisms that bring about adaptation have been under investigation for centuries. Aristotle (384 BC-322 BC), the Greek philosopher and author of the theory of epigenesis, postulated that each embryo of an organism develops systematically from an undifferentiated mass. Epigenesis was the first theory to point to development based on specific cues. It contrasted with preformation: the idea that all organisms develop from miniature versions of themselves in the gametes. Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), a French naturalist and author of the term biology, published the first formal theory of evolution in which he proposes two laws of evolution - the law of use or disuse and the law of inheritance of acquired characteristics. In his theory of natural selection Charles Darwin (1809-1882) postulated that subtle variation in the phenotype of an organism, favouring survival, will be carried over to the offspring. In The Origin of Species (1859) Darwin describes two forces in evolution - natural selection and conditions of existence (environment). Of these two forces, Darwin argues the latter to be more powerful, implying that natural selection can take place only within the boundaries of a specific environment. The term epigenetics was coined by Conrad Waddington in 1942, and he defined it as the interaction between genes and the environment to produce phenotype. Today epigenetics is widely used to refer to the heritable and transient changes in gene expression not caused by nucleotide sequence variation, but collectively instigated by epigenetic marks classified as DNA methylation, histone modification and non-coding RNA. In addition to these nucleicacid-related modifications, prion-mediated variation in protein folding was more recently identified as a protein-conformation-based epigenetic mechanism in baker's yeast. Epigenetic marks respond to changes in the environment, allowing adaptation. Unlike the genome, plasticity of the epigenome is observed over a short time, responding to, and dictating change within, one generation. The phenotype is therefore determined by the interaction between the genome, epigenome and environment.
U zadnjih 15 godina došlo je do razvoja novog načina analize utjecaja gena na proizvodna svojstva svinja. Intenzivni uvjeti proizvodnje doveli su do iskorištavanja genetskog potencijala svinja u ...pogledu poboljšanja njihovih proizvodnih i reproduk¬tivnih svojstava. Razvoj novih metoda analize genoma omogućuje ostvarenje po¬stavljenih ciljeva. Definiciju epigenetike postavio je Waddington 1940. godine. Pojmom „epigenetika“ objašnjava se kontrola „iznad“ gena, odnosno utjecaj okolišnih čimbenika na regulaciju genske ekspresije. Ona se temelji na izučavanju nasljednih varijacija ekspresije gena koje se odvijaju bez promjene DNA sekvence. Imprinti¬rani geni nastaju kao posljedica epigenetskih modifikacija koje uključuju metilaci¬ju DNA ili posttranslacijske modifikacije histona. Kemijski dodaci na molekuli DNA koji mijenjaju molekulu DNA stvaraju epigenom. Promjene epigenoma mogu se dogoditi zbog utjecaja okoliša ili mutacija. Iako su prisutna oba alela nekog gena, samo je jedan od njih izražen, dok je drugi neaktivan. Do sada je identificirano 120 imprintiranih gena kod čovjeka i miša, 10 kod ovaca, 7 kod goveda i 22 kod svinja. Zastupljenost imprintiranih gena u genomu je teško utvrditi zbog specifičnosti tkiva i stadija razvoja. Prvi otkriveni imprintirani gen je IGF2. To je gen izražen preko oca, a njegov utjecaj kod svinja ogleda se u svojstvima mišićne mase i odlaganja masnog tkiva. Genetski imprinting ima utjecaj na proizvodna svojstva. Debljina leđne slanine, tjelesna masa i rast svojstva su pod utjecajem imprintiranih gena. Imprintirani geni najveći utjecaj imaju na prenatalni i neonatalni rast. Razumijevanje aktivnosti imprintiranih gena koje nosi svinja bit će moguće tek razvojem metoda njihove analize.
PDF
