What is epigenetics? - Carlos Guerrero-Bosagna

Tłumaczenie: Sylwia Gliniewicz Korekta: Marta Konieczna

Here's a conundrum:

Oto łamigłówka.

identical twins originate from the same DNA,

Bliźnięta jednojajowe mają takie same DNA,

so how can they turn out so different

więc dlaczego różnią się od siebie,

even in traits that have a significant genetic component?

nawet cechami mającymi znaczącą komponentę genetyczną?

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

Na przykład dlaczego jedna z bliźniaczek ma chorobę serca w wieku 55 lat,

while her sister runs marathons in perfect health?

a jej siostra biega w maratonach w doskonałej kondycji?

Nature versus nurture has a lot to do with it,

Wiele wspólnego ma z tym spór między genetyką a środowiskiem,

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

ale głębsza odpowiedź dotyczy epigenetyki.

That's the study of how DNA interacts

To badanie interakcji DNA

with the multitude of smaller molecules found within cells,

z wieloma mniejszymi cząsteczkami występującymi w komórkach,

which can activate and deactivate genes.

które aktywują lub dezaktywują geny.

If you think of DNA as a recipe book,

Jeśli porówna się DNA do książki kucharskiej,

those molecules are largely what determine what gets cooked when.

to te cząsteczki w dużej mierze decydują, co i kiedy zostanie ugotowane.

They aren't making any conscious choices themselves,

Nie podejmują świadomych decyzji.

rather their presence and concentration within cells makes the difference.

Ważniejsza jest ich obecność i stężenie w komórce.

So how does that work?

Jak to działa?

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

Ekspresja genów w DNA polega na ich odczytaniu i transkrypcji na RNA,

which is translated into proteins by structures called ribosomes.

które jest przełożone na język białek przy pomocy rybosomów.

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

Białka w dużej mierze decydują o cechach i funkcji komórki.

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

Zmiany epigenetyczne zwiększają lub utrudniają transkrypcję genów.

The most common way interference happens is that DNA,

Najczęstszym mechanizmen, który modyfikuje transkrypcję genów w DNA

or the proteins it's wrapped around,

lub białka, wokół którego jest owinięte,

gets labeled with small chemical tags.

są jego chemiczne znakowania.

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

Zestaw chemicznych znakowań przyczepionych do genomu

of a given cell

danej komórki

is called the epigenome.

nazywa się epigenomem.

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

Niektóre z nich, jak na przykład grupa metylowa,

hamują ekspresję genów

by derailing the cellular transcription machinery

poprzez rozregulowanie maszynerii służącej transkrypcji

or causing the DNA to coil more tightly,

lub mocniejsze zwinięcie DNA,

making it inaccessible.

co uniemożliwia dostęp do niego.

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

Gen jest obecny, ale wyciszony.

Boosting transcription is essentially the opposite.

Zwiększenie transkrypcji jest procesem odwrotnym.

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

Niektóre oznakowania chemiczne rozplątują DNA, ułatwiając transkrypcję,

which ramps up production of the associated protein.

co zwiększa produkcję powiązanych z nim białek.

Epigenetic changes can survive cell division,

Zmiany epigenetyczne potrafią przetrwać podział komórkowy,

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

czyli wpływają na organizm przez całe życie.

Sometimes that's a good thing.

Czasami jest to korzystne.

Epigenetic changes are part of normal development.

Zmiany epigenetyczne są częścią rozwoju.

The cells in an embryo start with one master genome.

Komórki zarodka zaczynają od jednego wzorcowego genomu.

As the cells divide, some genes are activated

W trakcie podziału niektóre geny zostają uaktywnione,

and others inhibited.

a inne zahamowane.

Over time, through this epigenetic reprogramming,

Po pewnym czasie, poprzez reprogramowanie epigenetyczne,

some cells develop into heart cells,

niektóre komórki przekształcają się w komórki serca,

and others into liver cells.

inne w komórki wątroby.

Each of the approximately 200 cell types in your body

Każda z około 200 rodzajów komórek ciała

has essentially the same genome

ma zasadniczo ten sam genom,

but its own distinct epigenome.

ale różny epigenom.

The epigenome also mediates a lifelong dialogue

Epigenom również pośredniczy w trwającym przez całe życie dialogu

between genes and the environment.

między genami a środowiskiem.

The chemical tags that turn genes on and off

Na chemiczne znakowania, które włączają i wyłączają geny,

can be influenced by factors including diet,

wpływają takie czynniki jak: dieta,

chemical exposure,

narażenie na substancje chemiczne,

and medication.

lekarstwa.

The resulting epigenetic changes can eventually lead to disease,

Wynikające z tego epigenetyczne zmiany mogą doprowadzić do choroby.

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

Na przykład jeśli wyłączą gen, który tworzy białko supresorowe.

Environmentally-induced epigenetic changes are part of the reason

Zmiany epigenetyczne wywołane wpływem środowiska są częściowym powodem,

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

dlaczego życie bliźniąt jednojajowych przebiega zupełnie inaczej.

As twins get older, their epigenomes diverge,

Kiedy bliźnięta rosną, ich epigenomy się różnicują,

affecting the way they age and their susceptibility to disease.

wpływając na proces starzenia się i podatność na choroby.

Even social experiences can cause epigenetic changes.

Nawet doświadczenia społeczne mogą wywołać zmiany epigenetyczne.

In one famous experiment,

W znanym eksperymencie,

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

w którym szczurze mamy nie opiekowały się dobrze potomstwem,

genes in the babies that helped them manage stress were methylated

geny ich dzieci, które pomagają w walce ze stresem, uległy metylacji,

and turned off.

czyli zostały wyłączone.

And it might not stop with that generation.

Może nie skończyło się na jednym pokoleniu.

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

Większość zmian epigenetycznych znika, gdy powstają komórki jajowe i plemniki.

But now researchers think that some of those imprints survive,

Chociaż obecnie naukowcy uważają, że niektóre ślady nie znikają,

passing those epigenetic traits on to the next generation.

a epigenetyczne cechy dziedziczy kolejne pokolenie.

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

Doświadczenia mamy czy taty z dzieciństwa

or choices as adults,

lub ich decyzje podjęte w wieku dorosłym,

could actually shape your own epigenome.

mogły wpłynąć na twój epigenom.

But even though epigenetic changes are sticky,

Choć zmiany epigenetyczne są trudno zbywalne,

they're not necessarily permanent.

to niekoniecznie są stałe.

A balanced lifestyle that includes a healthy diet,

Zrównoważony tryb życia w postaci zdrowej diety,

exercise,

ćwiczeń

and avoiding exposure to contaminants

i unikania zanieczyszczeń

may in the long run create a healthy epigenome.

może na dłuższą metę przyczynić się do zdrowego epigenomu.

It's an exciting time to be studying this.

To fascynujący moment do badań.

Scientists are just beginning to understand

Naukowcy dopiero zaczynają rozumieć,

how epigenetics could explain mechanisms of human development and aging,

jak epigenetyka mogłaby wyjaśnić mechanizmy rozwoju i starzenia się,

as well as the origins of cancer,

jak również przyczyny raka,

heart disease,

chorobę serca,

mental illness,

choroby psychiczne,

addiction,

uzależnienia

and many other conditions.

i wiele innych dolegliwości.

Meanwhile, new genome editing techniques are making it much easier

W międzyczasie nowe techniki edycji genomu pomagają zidentyfikować,

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

jakie epigenetyczne zmiany odgrywają rolę w zdrowiu i chorobie.

Once we understand how our epigenome influences us,

Kiedy zrozumiemy, jak wpływa na nas epigenom,

we might be able to influence it, too.

wtedy będziemy sami na niego wpływać.