הנה חידה:
תאומים זהים מגיעים מאותו DNA,
אז איך הם יכולים לצאת כל כך שונים
אפילו בתכונות שיש להן מרכיב גנטי משמעותי?
לדוגמה, למה תאומה אחת מקבלת מחלת לב בגיל 55,
בעוד אחותה רצה מרתונים בבריאות מושלמת?
הטבע מול הגידול קשור לזה מאוד,
אבל תשובה קשורה ועמוקה יותר יכולה להמצא במשהו שנקרא אפיגנטיקה.
זה המחקר של איך DNA מתקשר
להרבה מולקולות קטנות יותר שנמצאות בתאים
שיכולות להפעיל ולכבות גנים.
אם אתם חושבים על DNA כספר מתכונים,
המולקולות האלו הן בעיקר מה שקובע מה מבושל ומתי.
הן לא עושות החלטות מושכלות בעצמן,
אלא הנוכחות והריכוז שלהם בתוך התאים עושים את ההבדל.
אז איך זה עובד?
גנים ב DNA מובעים כשהם נקראים ומשועתקים לתוך ה RNA,
שמתורגם לחלבונים על ידי מבנים שנקראים ריבוזומים.
וחלבונים הם הרבה ממה שקובע את תכונות ופעולת התא.
שינויים אפיגנטיים יכולים לחזק או להפריע לשיעתוק של גנים ספציפיים.
הדרך הכי נפוצה בה הפרעה מתרחשת היא ש DNA,
או חלבונים סביבם הוא מלופף,
מתוייגים עם סמנים כימיים.
הסט של כל הסמנים הכימיים שמחוברים אל גנום
של תא מסויים
נקראים האפיגנום.
כמה מהם, כמו קבוצת המתיל, מכבים הבעה של גנים
על-ידי הסטה של מנגנון שיעתוק התא
או בכך שהם גורמים ל DNA להסתלסל יותר חזק,
מה שעושה אותו לא נגיש.
הגן עדיין שם, אבל הוא מושתק.
משפר שיעתוק הוא בעיקרון ההפך.
כמה סמנים כימיקלים יפתחו את ה DNA, יעשו אותו קל יותר לשיעתוק,
מה שמגביר את היצור של חלבונים קשורים.
שינוים אפיגנטיים יכולים לשרוד חלוקת תאים,
מה שאומר שהם יכולים להשפיע על אורגניזם במשך כל חייו.
לפעמים זה דבר טוב.
שינויים אפיגנטיים הם חלק מההתפתחות הנורמלית.
התאים בעובר מתחילים עם גנום אב יחיד.
כשהתאים מתחלקים, כמה גנים מופעלים
ואחרים מושתקים.
במשך הזמן, דרך התכנות מחדש האפיגנטי הזה,
כמה תאים התפתחו לתאי לב,
ואחרים לתאי כבד.
לכל אחד מבערך 200 סוגי תאים בגוף שלכם
יש בעיקרון את אותו גנום
אבל אפיגנום יחודי משלו.
האפיגנום גם מתווך בדיאלוג לאורך כל החיים
בין הגנים והסביבה.
הסמנים הכימיים שמפעילים ומכבים גנים
יכולים להיות מושפעים על ידי גורמים כולל דיאטה,
חשיפה לכימיקלים,
ותרופות.
השינויים האפיגנטיים שמופקים כתוצאה מכך יכולים לבסוף להוביל למחלה,
אם, לדוגמה, הם מכבים גן שמייצר חלבון מדכא גידול.
שינויי אפיגנטיקה שמופעלים על ידי הסביבה הם חלק מהסיבה
שתאומים זהים גנטית יכולים לגדול לחיים שונים מאוד.
כשתאומים מתבגרים, האפיגנום שלהם מתפצל,
מה שמשפיע על הדרך בה הם מזדקנים והרגישות שלהם למחלות.
אפילו חוויות חברתיות יכולות לגרום לשינוים אפיגנטיים.
בניסוי מפורסם אחד,
כשאמהות עכברוש לא היו קשובות מספיק לגורים שלהן,
גנים בתינוקות שעזרו להם להתמודד עם לחץ הושתקו
וכובו.
וזה עלול לא לעצור בדור ההוא.
רוב הסמנים האפיגנטיים נמחקים כשהביצית והזרע נוצרים.
אבל עכשיו חוקרים חושבים שכמה מההטבעות האלו שורדות,
מעבירות את התכונות האפיגנטיות האלו לדור הבא.
החוויות של אמכם או אביכם כילדים,
או הבחירות כמבוגרים,
יכולים למעשה לעצב את האפיגנום שלכם.
אך למרות ששינויים אפיגנטיים הם דביקים,
הם לא בהכרח קבועים.
אורח חיים מאוזן שכולל דיאטה בריאה,
התעמלות,
והמנעות מחשיפה לחומרים מזהמים
יכולה בטווח הארוך ליצור אפיגנום בריא.
זה זמן מרגש לחקור את זה.
מדענים רק מתחילים להבין
איך אפיגנטיקה יכולה להסביר מנגנונים של ההתפתחות והזדקנות.
כמו גם המקור לסרטן,
מחלות לב,
מחלות נפש,
התמכרות,
והרבה מצבים אחרים.
בינתיים, שיטות עריכת גנים חדשות הופכות את זה להרבה יותר פשוט
לזהות איזה שינויים אפיגנטיים באמת משנים לבריאות ומחלות.
ברגע שנבין איך האפיגנום שלנו משפיע עלינו,
אולי נהיה מסוגלים להשפיע גם עליו.