What is epigenetics? - Carlos Guerrero-Bosagna

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Gal Abramovitz

Here's a conundrum:

הנה חידה:

identical twins originate from the same DNA,

תאומים זהים מגיעים מאותו DNA,

so how can they turn out so different

אז איך הם יכולים לצאת כל כך שונים

even in traits that have a significant genetic component?

אפילו בתכונות שיש להן מרכיב גנטי משמעותי?

For instance, why might one twin get heart disease at 55,

לדוגמה, למה תאומה אחת מקבלת מחלת לב בגיל 55,

while her sister runs marathons in perfect health?

בעוד אחותה רצה מרתונים בבריאות מושלמת?

Nature versus nurture has a lot to do with it,

הטבע מול הגידול קשור לזה מאוד,

but a deeper related answer can be found within something called epigenetics.

אבל תשובה קשורה ועמוקה יותר יכולה להמצא במשהו שנקרא אפיגנטיקה.

That's the study of how DNA interacts

זה המחקר של איך DNA מתקשר

with the multitude of smaller molecules found within cells,

להרבה מולקולות קטנות יותר שנמצאות בתאים

which can activate and deactivate genes.

שיכולות להפעיל ולכבות גנים.

If you think of DNA as a recipe book,

אם אתם חושבים על DNA כספר מתכונים,

those molecules are largely what determine what gets cooked when.

המולקולות האלו הן בעיקר מה שקובע מה מבושל ומתי.

They aren't making any conscious choices themselves,

הן לא עושות החלטות מושכלות בעצמן,

rather their presence and concentration within cells makes the difference.

אלא הנוכחות והריכוז שלהם בתוך התאים עושים את ההבדל.

So how does that work?

אז איך זה עובד?

Genes in DNA are expressed when they're read and transcribed into RNA,

גנים ב DNA מובעים כשהם נקראים ומשועתקים לתוך ה RNA,

which is translated into proteins by structures called ribosomes.

שמתורגם לחלבונים על ידי מבנים שנקראים ריבוזומים.

And proteins are much of what determines a cell's characteristics and function.

וחלבונים הם הרבה ממה שקובע את תכונות ופעולת התא.

Epigenetic changes can boost or interfere with the transcription of specific genes.

שינויים אפיגנטיים יכולים לחזק או להפריע לשיעתוק של גנים ספציפיים.

The most common way interference happens is that DNA,

הדרך הכי נפוצה בה הפרעה מתרחשת היא ש DNA,

or the proteins it's wrapped around,

או חלבונים סביבם הוא מלופף,

gets labeled with small chemical tags.

מתוייגים עם סמנים כימיים.

The set of all of the chemical tags that are attached to the genome

הסט של כל הסמנים הכימיים שמחוברים אל גנום

of a given cell

של תא מסויים

is called the epigenome.

נקראים האפיגנום.

Some of these, like a methyl group, inhibit gene expression

כמה מהם, כמו קבוצת המתיל, מכבים הבעה של גנים

by derailing the cellular transcription machinery

על-ידי הסטה של מנגנון שיעתוק התא

or causing the DNA to coil more tightly,

או בכך שהם גורמים ל DNA להסתלסל יותר חזק,

making it inaccessible.

מה שעושה אותו לא נגיש.

The gene is still there, but it's silent.

הגן עדיין שם, אבל הוא מושתק.

Boosting transcription is essentially the opposite.

משפר שיעתוק הוא בעיקרון ההפך.

Some chemical tags will unwind the DNA, making it easier to transcribe,

כמה סמנים כימיקלים יפתחו את ה DNA, יעשו אותו קל יותר לשיעתוק,

which ramps up production of the associated protein.

מה שמגביר את היצור של חלבונים קשורים.

Epigenetic changes can survive cell division,

שינוים אפיגנטיים יכולים לשרוד חלוקת תאים,

which means they could affect an organism for its entire life.

מה שאומר שהם יכולים להשפיע על אורגניזם במשך כל חייו.

Sometimes that's a good thing.

לפעמים זה דבר טוב.

Epigenetic changes are part of normal development.

שינויים אפיגנטיים הם חלק מההתפתחות הנורמלית.

The cells in an embryo start with one master genome.

התאים בעובר מתחילים עם גנום אב יחיד.

As the cells divide, some genes are activated

כשהתאים מתחלקים, כמה גנים מופעלים

and others inhibited.

ואחרים מושתקים.

Over time, through this epigenetic reprogramming,

במשך הזמן, דרך התכנות מחדש האפיגנטי הזה,

some cells develop into heart cells,

כמה תאים התפתחו לתאי לב,

and others into liver cells.

ואחרים לתאי כבד.

Each of the approximately 200 cell types in your body

לכל אחד מבערך 200 סוגי תאים בגוף שלכם

has essentially the same genome

יש בעיקרון את אותו גנום

but its own distinct epigenome.

אבל אפיגנום יחודי משלו.

The epigenome also mediates a lifelong dialogue

האפיגנום גם מתווך בדיאלוג לאורך כל החיים

between genes and the environment.

בין הגנים והסביבה.

The chemical tags that turn genes on and off

הסמנים הכימיים שמפעילים ומכבים גנים

can be influenced by factors including diet,

יכולים להיות מושפעים על ידי גורמים כולל דיאטה,

chemical exposure,

חשיפה לכימיקלים,

and medication.

ותרופות.

The resulting epigenetic changes can eventually lead to disease,

השינויים האפיגנטיים שמופקים כתוצאה מכך יכולים לבסוף להוביל למחלה,

if, for example, they turn off a gene that makes a tumor-suppressing protein.

אם, לדוגמה, הם מכבים גן שמייצר חלבון מדכא גידול.

Environmentally-induced epigenetic changes are part of the reason

שינויי אפיגנטיקה שמופעלים על ידי הסביבה הם חלק מהסיבה

why genetically identical twins can grow up to have very different lives.

שתאומים זהים גנטית יכולים לגדול לחיים שונים מאוד.

As twins get older, their epigenomes diverge,

כשתאומים מתבגרים, האפיגנום שלהם מתפצל,

affecting the way they age and their susceptibility to disease.

מה שמשפיע על הדרך בה הם מזדקנים והרגישות שלהם למחלות.

Even social experiences can cause epigenetic changes.

אפילו חוויות חברתיות יכולות לגרום לשינוים אפיגנטיים.

In one famous experiment,

בניסוי מפורסם אחד,

when mother rats weren't attentive enough to their pups,

כשאמהות עכברוש לא היו קשובות מספיק לגורים שלהן,

genes in the babies that helped them manage stress were methylated

גנים בתינוקות שעזרו להם להתמודד עם לחץ הושתקו

and turned off.

וכובו.

And it might not stop with that generation.

וזה עלול לא לעצור בדור ההוא.

Most epigenetic marks are erased when egg and sperm cells are formed.

רוב הסמנים האפיגנטיים נמחקים כשהביצית והזרע נוצרים.

But now researchers think that some of those imprints survive,

אבל עכשיו חוקרים חושבים שכמה מההטבעות האלו שורדות,

passing those epigenetic traits on to the next generation.

מעבירות את התכונות האפיגנטיות האלו לדור הבא.

Your mother's or your father's experiences as a child,

החוויות של אמכם או אביכם כילדים,

or choices as adults,

או הבחירות כמבוגרים,

could actually shape your own epigenome.

יכולים למעשה לעצב את האפיגנום שלכם.

But even though epigenetic changes are sticky,

אך למרות ששינויים אפיגנטיים הם דביקים,

they're not necessarily permanent.

הם לא בהכרח קבועים.

A balanced lifestyle that includes a healthy diet,

אורח חיים מאוזן שכולל דיאטה בריאה,

exercise,

התעמלות,

and avoiding exposure to contaminants

והמנעות מחשיפה לחומרים מזהמים

may in the long run create a healthy epigenome.

יכולה בטווח הארוך ליצור אפיגנום בריא.

It's an exciting time to be studying this.

זה זמן מרגש לחקור את זה.

Scientists are just beginning to understand

מדענים רק מתחילים להבין

how epigenetics could explain mechanisms of human development and aging,

איך אפיגנטיקה יכולה להסביר מנגנונים של ההתפתחות והזדקנות.

as well as the origins of cancer,

כמו גם המקור לסרטן,

heart disease,

מחלות לב,

mental illness,

מחלות נפש,

addiction,

התמכרות,

and many other conditions.

והרבה מצבים אחרים.

Meanwhile, new genome editing techniques are making it much easier

בינתיים, שיטות עריכת גנים חדשות הופכות את זה להרבה יותר פשוט

to identify which epigenetic changes really matter for health and disease.

לזהות איזה שינויים אפיגנטיים באמת משנים לבריאות ומחלות.

Once we understand how our epigenome influences us,

ברגע שנבין איך האפיגנום שלנו משפיע עלינו,

we might be able to influence it, too.

אולי נהיה מסוגלים להשפיע גם עליו.