Článek
Nezávislá skupina vědkyň a vědců z českých i zahraničních výzkumných institucí odpovídá na vaše dotazy. Některé odpovědi pak sdílí i na sociálních sítích Facebook, Twitter, Instagram, Threads a zde na Seznam Médium.
Dotaz
Ovlivňuje nějak životní styl genetickou informaci při početí potomka? Je možné do jisté míry ovlivnit své geny jen pomocí životního stylu?
Minutová odpověď
- Ano, své geny ovlivnit můžeme.
- Během života dochází k náhodným mutacím.
- Životní styl ovlivňuje schopnost našeho těla tyto mutace opravovat.
- Životospráva ovlivňuje zapínání a vypínání některých genů (epigenetika).
- Stále toho víme málo o dědičnosti těchto efektů, ale naše porozumění se zlepšuje.
Odpověď
Rozhodně ano [1].
Životní styl je velmi široký pojem. Zaměřím se tedy na stravu a pravidelnou fyzickou aktivitu spíš než vystavování se ionizujícímu záření a mutagenním chemikáliím.
Genetická informace je „zapsaná“ v molekule DNA v jádře každé naší buňky. Molekula DNA je dlouhý řetězec menších molekul (nukleotidů) v definovaném pořadí. Změnou genetické informace se rozumí změna pořadí, vymazání nebo naopak přidání úseku DNA a nebo záměna jednoho nukleotidu za jiný. Takové změně se říká mutace.
K mutacím dochází pořád
Zní to sice děsivě, ale k mutacím dochází pořád, jak vlivem prostředí, tak vlivem chyb při zpracovávání a množení DNA. Buňky mají mechanismy, pomocí kterých většinu mutací odhalí a ihned opraví, nicméně ani ty nejsou 100% dokonalé [2]. Většina mutací ale nemá velký vliv.
Mutagenním (tj. pravděpodobnost mutace zvyšujícím) vlivům prostředí a stravy se nikdy úplně nevyhneme – i jednovaječná dvojčata se od sebe trochu geneticky liší a tento rozdíl se s věkem jen zvyšuje [3]). Důležité je, jestli se mohou vzniklé mutace přenést na další generace. I proto procházejí spermie i vajíčka velmi přísnou kontrolou, protože z hlediska druhu to jsou vlastně jediné buňky těla, na kterých dlouhodobě záleží.
Mutagenní vlivy můžeme do určité míry omezit – nekouřit, nepít alkohol apod. Na druhou stranu ale zdravým životním stylem si nezajistíme, že budeme mít nějaké supergeny. Samotný proces selekce genů v tvořících se pohlavních buňkách je náhodný, takže ho takto neovlivníme [2].
Přenášení informací z generace na generaci
Další kapitolou je epigenetika. To je věda, zabývající se tím, jak je možné přenášet informaci z generace na generaci v jiné formě než v pořadí stavebních bloků DNA. Studiem traumat jako holokaust nebo hladomory, kdy ještě třetí generace obětí má problémy s nimi spojené [4], se ukázalo, že některé životní zkušenosti se člověku zapíší do DNA. Nejde však o mutace, ale o chemické značky – methylace stavebních bloků DNA, anebo různé modifikace histonů, což jsou proteiny pomáhající zabalit DNA v jádře buňky a regulovat její využití [5].
Představme si, že DNA je knihovna, v níž se nacházejí knihy obsahující různé informace. Mutace mění obsah knih nebo je úplně z knihovny vyřazují, případně přidávají nové kopie a výtisky. Epigenetické úpravy obsah v knihách přímo nemění, ale například zašoupnou některé knihy nahoru a dozadu, takže se k nim těžko dostává a běžný uživatel si jich nevšimne. Tím je efektivně vyřadí z provozu, i když v nich obsažená informace v knihovně stále zůstává. Správci knihovny také mohou v případě potřeby knihy opět vrátit do předních řad a celý proces vrátit na začátek.
Tímto způsobem je možné aktivovat nebo naopak umlčet určité úseky DNA. Biologický efekt je nakonec podobný jako u mutací, ale genetická informace zůstává nezměněna a celý proces je vratný.
Je třeba si uvědomit, že lidské buňky jsou chemické systémy. Pokud potrava obsahuje něco, co s něčím v buňce reaguje, dojde k nějaké změně. Když pomineme jedy, jde v takovém případě hlavně o vitamíny. Vitamíny v organismu plní řadu důležitých funkcí, ale naše tělo si je neumí vytvářet samo. Jednou z nich je i tvorba epigenetických značek. Systém přidávání těchto značek je tak ovlivňován tím, co jíme – pokud nemáme dostatek materiálu na tvorbu značek, nemáme značky. Pokud je ho moc, může se stát, že značka bude i tam, kde být nemá [6].
Tato stránka našeho genomu se dnes velmi intenzivně zkoumá, ale přesný vliv epigenetických změn v důsledku životního stylu ještě neznáme do takových detailů, aby bylo možné formulovat nějaká konkrétní doporučení. Problémem výzkumu těchto jevů je totiž špatná kontrolovatelnost podmínek – biologické systémy jsou složité a v ideálním případě se snažíme změnit pouze jednu věc, abychom mohli říct, že efekt je opravdu způsoben tím, co jsme udělali.
Změnou stravy nebo životního stylu ale měníme mnoho věcí naráz, a proto je složité vyhodnocovat přesné následky. Na takové studie je potřeba mnoho vzorků (dobrovolníků i laboratorních zvířat), použití kvalitních kontrol, na jejichž základě by bylo možné rozlišit, zda jsou zaznamenané změny efektem této potraviny či cviku, nebo třeba jen tím, že vědec přesunul klec s myšmi do jiné místnosti a ony jsou teď ve stresu. A také je potřeba hodně času.
Za tým Zeptej se vědce odpovídal Vojta
Vojta Dolejš, Centrum molekulární biologie (ZMBH), Univerzita v Heidelbergu
Zdroje
[1] https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2016710117
[2] Molecular Biology of the Cell, Alberts, 6th edition, Garland Science, 2015, Kapitoly 4,5,17
[3] https://www.nature.com/articles/s41588-020-00755-1
[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2579375/
[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3752894/
[6] https://academic.oup.com/advances/article/1/1/8/4591554
Zeptej se vědce
Projekt Zeptej se vědce se snaží zprostředkovat kontakt mezi vědeckou a nevědeckou veřejností. Máte-li na vědce nějaký dotaz, zeptejte se nás na Facebooku, Twitteru nebo Instagramu.
