За разлика от поведението или стреса, диетата е един от по-лесно проучваните и следователно по-добре разбираеми фактори на околната среда при епигенетични промени.

Хранителните вещества, които извличаме от храната, навлизат в метаболитните пътища, където се манипулират, модифицират и формират в молекули, които тялото може да използва. Един такъв път е отговорен за създаването на метилови групи - важни епигенетични маркери, които заглушават гените.

Познатите хранителни вещества като фолиева киселина, витамини от група В и SAM-e (S-Adenosyl methionine, популярна добавка без рецепта) са ключови компоненти на този път за производство на метил. Диетите с високо съдържание на тези даряващи метил хранителни вещества могат бързо да променят генната експресия, особено по време на ранното развитие, когато епигеномът е създаден за първи път.

живота внуците

Хранителните вещества от нашата храна се насочват към биохимичен път, който извлича метилови групи и след това ги прикрепя към нашата ДНК.

Диетата по време на ранното развитие може да има дълготрайни ефекти

Диетата на майка ви по време на бременност и вашата диета като бебе могат да повлияят на вашия епигеном по начини, които се придържат към вас в зряла възраст. Проучванията върху животни показват, че диета с твърде малко донор на метил фолат или холин преди или непосредствено след раждането води до това, че определени региони на генома са под-метилирани за цял живот.

И за възрастни диетата с дефицит на метил води до намаляване на метилирането на ДНК, но промените са обратими, когато метил се добави обратно към диетата.

Хранене за двама

Експериментите с мишки показват колко важна е диетата на майката при оформянето на епигенома на нейното потомство. Всички бозайници имат ген, наречен агути. Когато генът на мишката agouti е напълно неметилиран, козината му е жълта и е със затлъстяване и склонност към диабет и рак. Когато генът на агути е метилиран (както е при нормалните мишки), цветът на козината е кафяв и мишката има нисък риск от заболяване. Дебелите жълти мишки и слабите кафяви мишки са генетично идентични. Дебелите жълти мишки са различни, защото имат епигенетична „мутация“.

Когато изследователите хранеха бременни жълти мишки с богата на метил диета, повечето от малките й бяха кафяви и останаха здрави за цял живот. Тези резултати показват, че околната среда в утробата влияе върху здравето на възрастните. С други думи, здравето ни не се определя само от това, което ядем, но и от това, което са яли родителите ни.

От токсини и добавки

Химикалите, които влизат в телата ни, също могат да повлияят на епигенома. Бисфенол А (BPA) е съединение, използвано за направата на поликарбонатна пластмаса. Има го в много потребителски продукти, включително бутилки за вода и консервни кутии. През 2008 г. излязоха противоречиви доклади, поставящи под въпрос безопасността на BPA, което накара някои производители да спрат да използват химикала.

В лабораторията BPA изглежда намалява метилирането на гена на агути. В щама на мишките, който е изследван, жълтите майки раждат малки с разнообразни цветове на козината от жълто до кафяво. Когато майките са били хранени с BPA, бебетата им са били по-склонни да бъдат жълти и затлъстели - като показаното вляво.

Въпреки това, когато майките са били хранени с BPA заедно с богати на метил храни, потомството е било по-вероятно да бъде кафяво и здраво - като това вдясно. Добавката на хранителни вещества за майките е противодействала на негативните ефекти от експозицията.

Не бройте татко

И така, ако диетата на бременната майка може да повлияе на епигенетичния резултат на детето, може ли диетата на татко да направи същото? Съвсем вероятно, според учени, които се задълбочиха в добре поддържаните исторически записи на годишни реколти от малка шведска общност.

Тези записи показват, че наличието на храна между девет и дванадесет години за дядо по бащина линия е повлияло на продължителността на живота на внуците му. Но не по начина, по който може да мислите.

Недостигът на храна за дядо беше свързан с удължена продължителност на живота на внуците му. Изобилието от храна, от друга страна, беше свързано със силно съкратената продължителност на живота на внуците. Ранната смърт е резултат от диабет или сърдечни заболявания. Възможно ли е през този критичен за дядото период на развитие епигенетичните механизми да „улавят“ хранителна информация за околната среда, за да предадат на следващото поколение?

Изобилие от храна за дядото
е свързано с намалена
продължителност на живота на внуците му.

Възникващото поле на нутригеномиката

Тъй като по-добре разбираме връзките между диетата и епигенома, възниква възможност за клинични приложения. Точно както картографирането на нашите генни вариации ни дава прозорец към нашите персонализирани медицински нужди, така може и профил на уникалния епигеном.

Създаден през цял живот на преживявания, започващи в утробата, нашият епигеном може да предостави богата информация за това как да се храним по-добре. Влезте в бъдещото поле на нутригеномиката, където специалистите по хранене ще разгледат вашия модел на метилиране и ще изготвят персонализиран хранителен план. Въпреки че все още не сме стигнали до този момент, Вашият лекар вече може да разкаже много за риска от заболяването Ви, като разгледа здравната Ви история в семейството.

Кралска диета на пчелите

Пчелното млечице е сложно, богато на протеини вещество, отделяно от жлезите на главите на пчелите работнички. Ларва, предназначена да стане кралица, се храни с големи количества пчелно млечице в отделение, наречено маточна чаша.

Ларвите, които се развиват в работнички и маточници, са генетично идентични. Но поради диетата си с пчелно млечице, кралицата ще развие яйчници и по-голям корем за снасяне на яйца, докато работникът ще бъде стерилен. Тя също така ще развие кралско поведение: инстинктите да убиват съперничещи си дами, да издават комуникационни звуци, известни като „тръбопроводи“, и да продължи „чифтосващи полети“. Кралицата се храни само с пчелно млечице през целия си живот.

В поредица от експерименти учените установиха, че пчелното млечице заглушава ключов ген (Dnmt3), който кодира ензим, който заглушава група гени на кралиците. Когато Dnmt3 е включен, гените на кралицата се заглушават епигенетично и ларвите се превръщат в сорт по подразбиране „работник“. Но когато пчелното млечице изключи Dnmt3, гените на кралицата преминават в действие, превръщайки ларвите в царици.

Кралица пчела ларви:Кралиците се отглеждат в специално конструирани клетки, наречени „маточни чашки“, които са пълни с пчелно млечице.