پژوهش‌ها نشان داده‌اند که ژن‌ها سرنوشت ما را نمی‌نویسند چرا که دو نفر با ژن‌های تقریباً یکسان، می‌توانند عمر، سلامت یا حتی پاسخ‌های متفاوتی به استرس و بیماری داشته باشند. بنابراین پاسخ در جایی فراتر از «خود ژن» و در نحوهٔ خوانده شدن آن‌ها نهفته است. به بیان دیگر، بدن ما تنها به ترکیب ژنتیکی‌اش وابسته نیست و به صورت مستمر در حال گفت‌وگویی پیچیده میان DNA و محیط است. تغذیه، خواب، ورزش، استرس، آلودگی محیط و حتی روابط اجتماعی می‌توانند بر این گفت‌وگو و تغییر در دستور خواندن آن اثر بگذارند. اینجاست که علم اپی‌ژنتیک وارد ماجرا می‌شود؛ دانشی که نشان می‌دهد رفتار و محیط اطراف ما چطور می‌توانند شیوهٔ عملکرد ژن‌ها را بی‌آن‌که خود ژن‌ها عوض شوند، تغییر دهند. اپی‌ژنتیک توضیح می‌دهد چرا بدن ما می‌تواند با همان ژن‌ها، نسخه‌های متفاوتی از خودش، نسخه‌ای سالم‌تر یا ضعیف‌تر را بسازد.
امروزه پژوهش‌ها نشان داده‌اند که بعضی از تغییراتی که در طول عمر در بدن ما اتفاق می‌افتد و باعث پیری سلول‌ها می‌شود، قابل ردیابی و حتی در برخی شرایط قابل برگشت است. به همین خاطر، اپی‌ژنتیک یکی از جذاب‌ترین مسیرهای پژوهش در پزشکی مدرن و علم طول عمر به شمار می‌رود.
اپی‌ژنتیک چیست؟
ما با مجموعه‌ای ثابت از ژن‌ها به دنیا می‌آییم، اما بدن همیشه از همۀ آن‌ها استفاده نمی‌کند. بعضی ژن‌ها فعال‌اند، بعضی در سکوت باقی می‌مانند و این وضعیت در طول زندگی مدام تغییر می‌کند. اپی‌ژنتیک همان فرایندی است که مشخص می‌کند کدام ژن در چه زمانی و در چه شرایطی «روشن» یا «خاموش» باشد. اپی‌ژنتیک در ساده‌ترین تعریف به معنی «نحوۀ استفاده‌ی بدن از ژن‌ها» است.
پژوهش‌ها نشان داده‌اند که تغییرات در فعالیت ژن‌ها معمولاً به‌خاطر عوامل بیرونی و رفتاری ایجاد می‌شوند؛ یعنی تغذیه، خواب، استرس، آلودگی، ورزش یا حتی پیری می‌توانند تعیین کنند ژن‌های ما بدون تغییر در ساختار اصلی DNA، چطور کار کنند. به همین دلیل گفته می‌شود اپی‌ژنتیک «پل میان ژن و محیط» است.
اپی ژنتیک چه تفاوتی با ژنتیک دارد؟
تفاوت اپی‌ژنتیک با ژنتیک در این است که ژنتیک فقط به خود کدهای DNA مربوط می‌شود، کدهایی که از پدر و مادر به ما رسیده‌اند و مثل نقشۀ اولیۀ بدن، تقریباً همیشه ثابت می‌مانند. اما اپی‌ژنتیک دربارۀ نحوۀ استفادۀ بدن از همان کدهاست. بدن ما همۀ ژن‌ها را همیشه فعال نمی‌کند؛ بعضی‌ها را «روشن» نگه می‌دارد و بعضی را «خاموش». این خاموش و روشن شدن‌هاست که باعث می‌شود سلول پوست با سلول مغز، یا دو انسان با ژن‌های یکسان، رفتار متفاوتی داشته باشند.
می‌توان گفت ژنتیک مثل متن کتاب زندگی است، اما اپی‌ژنتیک طرز خواندن آن کتاب است. متن کتاب برای همه یکی است، اما هرکس می‌تواند آن را با ریتم، تکیه و درک متفاوتی بخواند.بنابراین، اگر سبک زندگی‌مان سالم‌تر، تغذیه‌مان متعادل‌تر و محیطمان آرام‌تر باشد، بدن همان متن را به شکل مؤثرتری می‌خواند در نتیجه ژن‌هایی که به ترمیم، تعادل و طول عمر مربوط‌اند فعال‌تر می‌شوند. اپی‌ژنتیک به ما یادآوری می‌کند که ژن‌ها سرنوشت قطعی نیستند؛ بلکه شیوهٔ زندگی ماست که تصمیم می‌گیرد این ژن‌ها چگونه خود را نشان دهند.
مکانیزم‌های اپی ژنتیک: بدن چگونه ژن‌ها را خاموش و روشن می‌کند
اپی‌ژنتیک به تغییراتی گفته می‌شود که بر نحوهٔ «فعال یا غیرفعال شدن ژن‌ها» تأثیر می‌گذارند، اما ساختار اصلی DNA را دست‌نخورده نگه می‌دارند. به بیان ساده، ژن‌ها همان کدهای ژنتیکی ما هستند، اما اپی‌ژنتیک مشخص می‌کند بدن در چه زمانی از کدام ژن استفاده کند. این تغییرات ممکن است به دلایل مختلفی مانند افزایش سن، نوع تغذیه، میزان استرس، کیفیت خواب، فعالیت بدنی یا حتی تماس با آلودگی‌های محیطی، رخ دهند. نتیجهٔ این تغییرات می‌تواند بر عملکرد سلول‌ها، روند پیری، مقاومت در برابر بیماری‌ها و حتی متابولیسم بدن اثر بگذارد.
سه مسیر اصلی وجود دارد که از طریق آن‌ها سلول‌ها فعالیت ژن‌ها را تنظیم می‌کنند:
- متیلاسیون DNA یا
- تغییرات هیستونی
- RNAهای غیرکدکننده
متیلاسیون DNA یا متیله‌شدن دی‌ان‌ای (DNA Methylation)
متیلاسیون DNA یکی از مهم‌ترین مکانیزم‌های اپی‌ژنتیکی است که طی آن گروه‌های شیمیایی کوچکی به نام «متیل» به بخش‌های مشخصی از DNA متصل می‌شوند. این اتصال معمولاً روی نواحی انجام می‌شود که آغازگر فعالیت ژن هستند و باعث می‌شود برخی ژن‌ها کمتر خوانده شوند یا به‌طور کامل غیرفعال بمانند. به این ترتیب، سلول تصمیم می‌گیرد کدام ژن در زمان خاصی فعال باشد و کدام نه. پژوهش‌های منتشرشده نشان داده‌اند که الگوهای متیلاسیون با افزایش سن تغییر می‌کنند و از همین تغییرات برای تخمین «سن زیستی» سلول‌ها استفاده می‌شود. هنگامی که تعادل این فرایند بر هم بخورد، خطر بروز بیماری‌هایی مانند سرطان، التهاب مزمن و اختلالات متابولیک افزایش پیدا می‌کند.
تغییرات هیستونی (Histone Modification)
درون سلول، رشتهٔ بلند DNA به‌تنهایی جایی برای قرار گرفتن در هسته ندارد. برای همین، دور پروتئین‌هایی به نام «هیستون» پیچیده می‌شود و ساختاری فشرده و منظم به وجود می‌آورد. بدن ما می‌تواند با افزودن یا برداشتن گروه‌های شیمیایی از روی این هیستون‌ها، تعیین کند که بخش‌های مختلف DNA چقدر باز یا بسته باشند. وقتی ساختار بازتر است، ژن‌ها در دسترس‌تر هستند و می‌توانند فعال شوند؛ اما وقتی فشرده‌تر می‌شود، ژن‌ها خاموش می‌مانند. این تغییرات دائمی نیستند و با توجه به تغذیه، استرس، خواب یا شرایط محیطی می‌توانند تغییر کنند. پژوهش‌ها نشان داده‌اند که «تنظیمات هیستونی» نقش مهمی در کنترل رشد سلول‌ها، پاسخ بدن به استرس و مدیریت مصرف انرژی دارند.
آراِن‌اِی غیر کدکننده (Non-coding RNA)
در بدن ما، همهٔ مولکول‌های RNA قرار نیست به ساخت پروتئین منجر شوند. گروهی از آن‌ها که «RNAهای غیرکدکننده» نام دارند، وظیفه‌شان متفاوت و در خصوص تنظیم فعالیت ژن‌ها است. این مولکول‌ها انواع مختلفی دارند، مثل microRNA و lncRNA که مثل یک «کلید کنترلی» عمل می‌کنند تا ژن‌ها فقط در زمان و مقدار درست فعال یا خاموش شوند. RNAهای غیرکدکننده می‌توانند پیش از آن‌که پیام ژنی به پروتئین تبدیل شود، وارد عمل شوند و روند آن را تغییر دهند. برای مثال جلوی تولید یک پروتئین خاص را بگیرند یا فعالیت مسیر دیگری را افزایش دهند. به‌این‌ترتیب، سلول‌ها می‌توانند خود را با شرایط مختلف مثل التهاب، کمبود مواد مغذی یا استرس اکسیداتیو هماهنگ کنند. در مجموع، این مولکول‌ها یکی از اجزای کلیدی سازوکار اپی‌ژنتیک هستند که پلی میان محیط، سبک زندگی و نحوهٔ عملکرد ژن‌ها در بدن ما محسوب می‌شود.
اپی‌ژنتیک و پیری زیستی: چگونه ساعت مولکولی بدن کار می‌کند
پژوهش‌ها نشان داده‌اند که بدن ما در کنار سن شناسنامه‌ای، یک سن زیستی هم دارد، عددی که نشان می‌دهد سلول‌ها و بافت‌های ما واقعاً چقدر پیر شده‌اند. دانشمندان این سن را از روی تغییرات اپی‌ژنتیکی در DNA به‌ویژه از طریق بررسی الگوهایی به نام متیلاسیون DNA، اندازه می‌گیرند. با بالا رفتن سن، گروه‌های شیمیایی کوچکی به نام متیل روی بخش‌های مختلف DNA اضافه یا حذف می‌شوند و همین تغییرها باعث می‌شود بعضی ژن‌ها فعال‌تر یا خاموش‌تر شوند. این الگوها آن‌قدر دقیق هستند که می‌توانند مانند ساعتی زیستی عمل کنند و نشان دهند سلول‌های بدن در چه مرحله‌ای از پیری قرار دارند. با گذشت زمان، نظم این ساعت به‌هم می‌خورد، پدیده‌ای که از آن به عنوان انحراف اپی‌ژنتیکی (Epigenetic Drift) یاد می‌کنند. وقتی این ناهماهنگی افزایش می‌یابد، سلول‌ها دیگر نمی‌توانند فعالیت ژن‌ها را به‌خوبی گذشته تنظیم کنند و این همان چیزی است که در سطح مولکولی، نشانهٔ واقعی پیری به شمار می‌رود.
نکتۀ مهم این است که سرعت این ساعت برای همه یکسان نیست. تغذیه، خواب، استرس، ورزش و حتی آلودگی هوا می‌توانند حرکت عقربه‌های آن را تند یا کند کنند. برای مثال، خواب کافی، تغذیه متعادل و ورزش منظم با متیلاسیون منظم‌تر و پیری کندتر همراه‌اند؛ در حالی که سیگار، استرس مزمن و چاقی، این ساعت را جلو می‌اندازند. بدن هرکس ساعت زیستی خودش را دارد و هر انتخاب روزمره می‌تواند آن را کمی سریع‌تر یا کندتر کند.
آیا می‌توان اپی‌ژنتیک را تغییر داد؟
اپی‌ژنتیک تا حد زیادی بازگشت‌پذیر است و می‌توان بر آن اثر گذاشت. پژوهش‌های جدید نشان می‌دهند که الگوهای اپی‌ژنتیکی بدن یعنی همان تنظیم‌های شیمیایی که تعیین می‌کنند ژن‌ها چطور کار کنند، ثابت و غیرقابل تغییر نیستند. این الگوها به آنچه می‌خوریم، چطور می‌خوابیم، چقدر استرس داریم و چقدر بدنمان را به حرکت درمی‌آوریم، واکنش نشان می‌دهند. بدن ما از محیط و سبک زندگی‌مان یاد می‌گیرد و در سطح ژن‌ها خودش را تنظیم می‌کند. در واقع سبک زندگی سالم می‌تواند این تعادل را حفظ کرده و حتی برخی اثرات منفی پیری را معکوس کند. به همین دلیل، اپی‌ژنتیک امروز به‌عنوان یکی از امیدوارکننده‌ترین مسیرها در پزشکی پیشگیرانه و علم لانجویتی شناخته می‌شود.
برای مثال تغذیه رژیم‌های سرشار از سبزیجات، میوه‌ها، فیبر، ویتامین‌های گروه B و آنتی‌اکسیدان‌ها، ورزش منظم، حتی در حد پیاده‌روی سریع روزانه، یکی از مؤثرترین عوامل در کند شدن تغییرات اپی‌ژنتیکی است. همچنین، کم‌خوابی مزمن و استرس طولانی‌مدت باعث فعال شدن مسیرهای التهابی و سرعت گرفتن ساعت اپی‌ژنتیکی می‌شوند. مراقبه، تنفس آگاهانه یا خواب منظم می‌تواند روند را برعکس کند. سیگار، آلودگی هوا، چاقی و رژیم‌های پرقند از جمله مهم‌ترین عواملی هستند که موجب ناهماهنگی در الگوهای متیلاسیون DNA می‌شوند. در نتیجه، اپی‌ژنتیک چیزی نیست که در کنترل ما نباشد.
چرا اپی ژنتیک برای آیندهٔ سلامت مهم است؟
اپی ژنتیک پایهٔ نسل جدیدی از پزشکی است که نگاه را به بدن دگرگون کرده است. این علم نشان می‌دهد که سرنوشت سلامت فقط در ژن‌ها نوشته نشده و تا حد زیادی به نحوهٔ استفادهٔ بدن از آن‌ها، سبک زندگی و محیطی که در آن زندگی می‌کنیم وابسته است. پزشکی پیشگیرانه و شخصی‌سازی‌شده که به‌جای درمان پس از بیماری، به‌دنبال تشخیص و اصلاح تغییرات سلولی قبل از بروز مشکل است.
ترکیب دانش اپی‌ژنتیک با فناوری‌هایی مثل هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های زیستی، در حال ساختن آینده‌ای است که در آن سلامت هر فرد دقیقاً بر اساس ژن، رفتار و محیط زندگی خودش طراحی می‌شود.
دیدگاهتان را بنویسید