Эпигенетика: как мы учимся перенастраивать «конфиг» организма

Был в биологии большой проект, почти как БАК — Геном человека. 3 миллиарда долларов, 13 лет, тысячи учёных со всех стран. Ждали, что мы прочитаем исходник человека и сразу всё станет понятно. Например, найдём ген для каждой болезни. Но выяснилось, что ДНК всех людей совпадает на ≈99,9%. То есть вы в своей основе вот почти точно такой же, как Эйнштейн, Месси или там какой-нибудь австрийский художник. Генов, кодирующих белки, у нас всего около 20 тысяч — это меньше половины генома (у помидора, кстати, 31,7 тысяч — он не может убежать, ему нужна библиотека действий на все случаи жизни). А у пшеницы около 100 тысяч, но это уже мы накосорезили, соединив 3 разных злака. Но вернёмся к самому интересному. Если генетический код у всех почти идентичен, почему мы так по-разному выглядим, по-разному реагируем на среду и болеем разными болезнями? Ответом стала эпигенетика — среда включает и выключает наши гены, не меняя саму последовательность ДНК. То есть у нас там дофига системных настроек уже внутри кода. Условно и очень грубо говоря, ДНК — это наше железо, а эпигенетика — наш конфиг. Ну или перемычки, если вы их помните ) Тут обзор, чего же удалось добиться к 2026. Что знаем про переключатели: — Ген можно закомментировать (заметилировать), тогда он не будет читаться. — В ядре клетки ДНК не плавает просто так, она плотно намотана на белки-катушки — гистоны. Можно запретить чтение с некоторых гистонов. — РНК нужна не только для создания белков. Есть микроРНК (очень короткие обрывки, всего 22-23 нуклеотида), которые прилипают к рабочим РНК и уничтожают их, блокируя создание белка на финальном этапе. То есть такой белок не выпустит контроль качества — там говорят "Код говно, переделывай!". И переделывает, чё. Ещё не зная, что код всё равно говно, как ни старайся. Какие болезни можно лечить: — Рак — классика сломанных переключателей. Полезные гены (супрессоры опухолей, которые тормозят деление клеток) оказываются заблокированы. А вот опасные онкогены и участки нестабильной ДНК как раз теряют свои блокирующие метки и начинают работать на полную. — При атеросклерозе (закупорке сосудов бляшками) есть глобальная потеря метильных меток на участках генома LINE-1. В гладкомышечных клетках сосудов выключаются гены рецепторов эстрогена, из-за чего сосуды теряют эластичность. При гипертонии ломаются настройки генов, отвечающих за водно-солевой баланс и реакцию на гормон стресса кортизол. — Аутоиммунные (волчанка, ревматоидный артрит, рассеянный склероз, диабет 1 типа) — эпигенетика ломает систему свой-чужой. Например, при волчанке гены иммунных клеток Т-лимфоцитов теряют тормозные метки, из-за чего иммунитет становится гиперактивным и начинает атаковать собственные ткани. При диабете 1 типа блокируется важнейший ген FOXP3, который в норме должен успокаивать иммунную систему. Эти изменения обратимы. Не очень легко переписать ДНК, но легче снять с неё лишние химические метки. Сейчас есть два подхода: 1. Эпи-лекарства — блокируют ферменты, вешающие метки. Например, 5-азацитидин и вориностат уже одобрены FDA и для некоторых видов рака крови. Но они снимают вообще все метки, и это ведёт не к тому, что вы становитесь худой блондинкой, а к высокой токсичности. В смысле, биохимической. 2. CRISPR-dCas9. Взяли ножницы CRISPR/Cas9 и оставили только ту часть, которая ищет нужный участок. Эту сломанную торпеду обмазывают ферментом, который вешает или снимает метку. Хреновина находит конкретный ген, стукается об него и пачкает его своим солидолом, то есть выключает/включает только его. Собственно, всё. 23 года, наконец-то приближаемся к тому, чтобы начать править весь этот говнокод. -- Вступайте в ряды Фурье! | Лучшие посты Знаете, как микробиологи называют человека, побывавшего на всех континентах? Человек многих культур!