Учёные сделали новый шаг на пути к пониманию влияния образа жизни человека на его гены. Благодаря новому открытию удалось установить связь между ДНК человека и физической нагрузкой, которую он испытывает.
Поясним. Хотя генетический код одинаков для всего организма, каждая клетка обладает своей собственной экспрессией генов. В ходе этого процесса наследственная информация от гена, преобразуется в продукт — РНК или белок, которые выполняют в организме определённые функции. Так как разные ткани выполняют разные функции, экспрессия генов в их клетках разная. Ненужные гены "выключаются", нужные "работают".
Включение и выключение генов регулируется метилированием ДНК — метильная группа, состоящая из одного атома углерода и трёх атомов водорода, присоединяется в нужном месте последовательности. При этом происходит модификация молекулы ДНК без изменения самой нуклеотидной последовательности. Соответственно, если ген "выключаются", белок или РНК не появляются.Учёные задались вопросом: что происходит с генами, когда ткани мышцы, например, испытывают физическую нагрузку? Ведь мышечные сокращения, происходящие во время тренировок, вызывают ускорение обмена веществ. Исследователи предположили, что упражнения также должны влиять на экспрессию генов.
Чтобы определить, как физическая нагрузка влияет на метилирование ДНК, был проанализирован код латеральной широкой мышцы бедра до и после двадцатиминутных физических нагрузок. В экспериментах, результаты которых опубликованы в журнале Cell Metabolism, принимали участие четырнадцать мужчин и женщин в возрасте 25 лет.
Биологи выяснили, что после упражнений в тех отрезках ДНК, которые отвечают за включение генов, определяющих адаптацию мышц к физическим упражнениям, было меньше метильных групп.
Получается, несмотря на то, что образ жизни не может изменить содержание генетической информации, такие факторы, как диета или физические упражнения, могут "включать" или "выключать" определённые гены.
"Наши мышцы очень податливые, – рассказывает ведущий исследователь Юлеен Зиэрат (Juleen Zierath), из Каролинского института. — Мы часто говорим "мы то, что мы едим". Подобным образом мышцы подстраиваются под то, что мы делаем. Если вы их не используете — вы их теряете".
Подобный эффект наблюдался и в том случае, когда мышцы подвергались воздействию кофеина (это показал эксперимент с грызунами). Зиэрат пояснила, что в данном случае действие кофеина имитировало мышечные сокращения, которые люди совершают при тренировках.
Безусловно, это не означает, что пора бросать какие бы то ни было занятия и переходить на кофейную диету. В таком случае эффект будет, скорее всего, плачевный. Тем не менее, по мнению специалистов, небольшое количество кофеина в рационе вместе с тренировками может усилить ожидаемый эффект. Но, как принято писать на упаковках лекарств, прежде чем выстраивать себе подобную программу, необходимо проконсультироваться со специалистом, желательно лечащим врачом или другим медицинским работником.
Добавим, что исследователи планируют использовать новые знания для борьбы с раком. Клетки злокачественных опухолей работают неправильно, однако их функции также можно скорректировать.
