What is epigenetics? - Carlos Guerrero-Bosagna

Translator: Vi Phan Reviewer: Binh Pham

Here's a conundrum:

Dưới đây là một câu hỏi hóc búa:

identical twins originate from the same DNA,

cặp song sinh giống hệt nhau có cùng 1 ADN

so how can they turn out so different

vậy làm thế nào họ có thể trở nên rất khác nhau

even in traits that have a significant genetic component?

ngay cả trong những đặc điểm có cùng thành phần di truyền?

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

Ví dụ, tại sao một người lại mắc bệnh tim ở tuổi 55

while her sister runs marathons in perfect health?

trong khi chị gái sinh đôi của mình chạy marathon có sức khỏe tốt?

Nature versus nurture has a lot to do with it,

Tự nhiên và nuôi dưỡng có mối tương quan với nhau

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

nhưng câu trả lời liên quan sâu sắc hơn có thể lý giải với tên "epigenetics"

That's the study of how DNA interacts

Nghiên cứu cách thức ADN tương tác

with the multitude of smaller molecules found within cells,

với vô số các phân tử nhỏ hơn tìm thấy trong các tế bào

which can activate and deactivate genes.

mà có thể kích hoạt và vô hiệu hóa gen.

If you think of DNA as a recipe book,

Tưởng tượng ADN là sách công thức nấu ăn

those molecules are largely what determine what gets cooked when.

thì những phân tử này là phần lớn những gì xác định khi nào và cái gì được nấu.

They aren't making any conscious choices themselves,

Chúng không lựa chọn sáng suốt cho chính mình

rather their presence and concentration within cells makes the difference.

chứ không phải sự hiện diện và nồng độ của chúng trong tế bào tạo nên sự khác biệt

So how does that work?

Vậy nó thực hiện như thế nào?

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

Gen trong DNA được biểu diễn khi chúng đọc và sao chép thành RNA,

which is translated into proteins by structures called ribosomes.

được chuyển thành các protein bởi các cấu trúc được gọi là ribosome.

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

Và protein là phần lớn những gì xác định tính chất và chức năng của tế bào.

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

Thay đổi "epigenetic" có thể thúc đẩy hoặc cản sự phiên mã của gen cụ thể.

The most common way interference happens is that DNA,

Cách can thiệp phổ biến nhất xảy ra là DNA

or the proteins it's wrapped around,

hoặc những protein được bao quanh

gets labeled with small chemical tags.

được gắn nhãn với thẻ hóa chất nhỏ.

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

Các thiết lập của tất cả các thẻ hóa học được gắn vào hệ gen

of a given cell

của tế bào nhất định

is called the epigenome.

được gọi là "epigenome".

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

Một số trong số này, giống như một nhóm methyl, ức chế biểu hiện gen

by derailing the cellular transcription machinery

bằng cách làm chệch các máy phiên mã của tế bào

or causing the DNA to coil more tightly,

hoặc làm cho DNA cuộn chặt hơn,

making it inaccessible.

làm nó dễ tiếp cận hơn.

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

Các gen vẫn còn đó, nhưng nó im lặng.

Boosting transcription is essentially the opposite.

Tăng cường phiên mã cơ bản thì ngược lại.

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

Một số thẻ hóa học sẽ bung ra DNA, làm cho nó dễ dàng hơn để phiên mã,

which ramps up production of the associated protein.

mà dốc lên sản xuất các loại protein.

Epigenetic changes can survive cell division,

thay đổi epigenetic có thể tồn tại sự phân chia tế bào,

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

nghĩa là chúng có thể ảnh hưởng đến sinh vật đối với toàn bộ cuộc sống của mình

Sometimes that's a good thing.

Đôi khi đó là một điều tốt.

Epigenetic changes are part of normal development.

Thay đổi epigenetic là một phần sự phát triển bình thường.

The cells in an embryo start with one master genome.

Các tế bào trong phôi bắt đầu với một gen chủ.

As the cells divide, some genes are activated

Khi các tế bào phân chia, một số gen được hoạt hóa

and others inhibited.

và một số khác bị ức chế.

Over time, through this epigenetic reprogramming,

Qua thời gian, thông qua việc tái lập trình epigenetic,

some cells develop into heart cells,

một số tế bào phát triển thành các tế bào tim,

and others into liver cells.

và những tế bào khác vào các tế bào gan.

Each of the approximately 200 cell types in your body

Mỗi một trong số khoảng 200 loại tế bào trong cơ thể của bạn

has essentially the same genome

về cơ bản có bộ gen giống nhau

but its own distinct epigenome.

nhưng có epigenome riêng biệt.

The epigenome also mediates a lifelong dialogue

Các epigenome cũng làm trung gian cho một cuộc đối thoại lâu dài

between genes and the environment.

giữa gen và môi trường.

The chemical tags that turn genes on and off

Các thẻ hóa học "bật" và "tắt" gen

can be influenced by factors including diet,

có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố gồm chế độ ăn uống,

chemical exposure,

tiếp xúc với hóa chất,

and medication.

và thuốc.

The resulting epigenetic changes can eventually lead to disease,

Kết quả là thay đổi epigenetic cuối cùng có thể dẫn đến bệnh tật,

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

nếu, ví dụ, họ tắt một gen mà tạo ra một khối u ức chế.

Environmentally-induced epigenetic changes are part of the reason

thay đổi epigenetic môi trường là một phần lý do

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

cặp song sinh giống nhau về di truyền có cuộc sống rất khác nhau khi lớn lên.

As twins get older, their epigenomes diverge,

Khi cặp song sinh lớn lên, epigenomes của họ bất đồng,

affecting the way they age and their susceptibility to disease.

ảnh hưởng đến cách họ già đi và sự nhạy cảm với bệnh tật.

Even social experiences can cause epigenetic changes.

Ngay cả kinh nghiệm xã hội có thể gây ra những thay đổi epigenetic

In one famous experiment,

Trong một thí nghiệm nổi tiếng,

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

khi những con chuột mẹ không đủ chu đáo với con của chúng,

genes in the babies that helped them manage stress were methylated

các gen trong chuột con, thứ đã giúp chúng quản lý căng thẳng, đã được methyl hóa

and turned off.

và vô hiệu hoá

And it might not stop with that generation.

Và nó có thể không dừng lại với thế hệ đó.

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

Hầu hết các điểm epigenetic bị xóa khi tế bào trứng và tinh trùng được hình thành

But now researchers think that some of those imprints survive,

Nhưng giờ đây các nhà nghiên cứu nghĩ rằng một số những dấu ấn tồn tại,

passing those epigenetic traits on to the next generation.

qua những đặc điểm epigenetic đi vào các thế hệ tiếp theo.

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

kinh nghiệm của mẹ hoặc cha bạn như một đứa trẻ,

or choices as adults,

hoặc lựa chọn như người lớn,

could actually shape your own epigenome.

thực sự có thể định hình epigenome của riêng bạn.

But even though epigenetic changes are sticky,

Nhưng mặc dù thay đổi biểu sinh là gắn vào

they're not necessarily permanent.

chúng không nhất thiết phải là vĩnh viễn.

A balanced lifestyle that includes a healthy diet,

Một lối sống cân bằng bao gồm một chế độ ăn uống lành mạnh

exercise,

tập thể dục,

and avoiding exposure to contaminants

và tránh tiếp xúc với chất gây ô nhiễm

may in the long run create a healthy epigenome.

có thể trong thời gian dài tạo ra một epigenome khỏe mạnh.

It's an exciting time to be studying this.

Đây là một thời gian thú vị khi nghiên cứu

Scientists are just beginning to understand

Các nhà khoa học chỉ đang bắt đầu hiểu

how epigenetics could explain mechanisms of human development and aging,

cách epigenetic có thể giải thíchcơ chế của sự phát triển con người và lão hóa,

as well as the origins of cancer,

cũng như nguồn gốc của ung thư,

heart disease,

bệnh tim,

mental illness,

bệnh tâm thần,

addiction,

nghiện,

and many other conditions.

và nhiều điều kiện khác.

Meanwhile, new genome editing techniques are making it much easier

Trong khi đó,kỹ thuật chỉnh sửa bộ gen mới đang làm cho nó dễ dàng hơn nhiều

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

để xác định những thay đổi epigenetic thực sự quan trọng đối với sức khỏe và bệnh tật

Once we understand how our epigenome influences us,

Khi hiểu epigenome ảnh hưởng đến ta thế nào, ta cũng có thể tác động đến nó.

we might be able to influence it, too.