Σύνδεση της βλάβης του DNA με τις επιγενετικές αλλαγές
Μέχρι πρόσφατα, η βλάβη του DNA θεωρείται ότι οδηγεί στη γήρανση με τη μεταγραφή ή την αντιγραφή του DNA, οδηγώντας έτσι σε κυτταρική δυσλειτουργία που σχετίζεται με την ηλικία και σε σωματικές μεταλλάξεις που προκαλούν καρκίνο.
Ωστόσο, πρόσφατα στοιχεία δείχνουν, ότι οι βλάβες του DNA προκαλούν επίσης εκτεταμένες επιγενετικές αλλοιώσεις ως συνάρτηση της ηλικίας.
Μια ανασκόπηση μελετών που πραγματοποιήθηκε από Έλληνες ερευνητές στο πλαίσιο του προγράμματος Horizon 2020 Marie Curie ,εξετάζει τις επιγενετικές αλλαγές που σχετίζονται με βλάβη στο DNA και την γήρανση.
Η μελέτη τους δημοσιεύτηκε στο Journal of Investigative Dermatology στις
22 Ιανουαρίου με τον τίτλο ”DNA Damage and the Aging Epigenome”
Επιγενετική ,είναι η μελέτη κληρονομήσιμων αλλαγών στην έκφραση των γονιδίων χωρίς αλλαγές στην αλληλουχία του DNA. Με αλλα λόγια , η παραδοχή ενός ρυθμιστικού συστήματος της γονιδιακής έκφρασης, οι επίκτητες αλλαγές του οποίου, μεταβιβάζονται ταυτόχρονα με το DNA στους απογόνους. Μελετά τους τρόπους με τους οποίους οι χημικές τροποποιήσεις του DNA και των ιστονών διαμορφώνουν κυτταροειδικά και ιστοειδικά πρότυπα γονιδιακής έκφρασης
Επιγενετικές αλλαγές είναι οι αλλαγές στην έκφραση των γονιδίων χωρίς αλλαγές στην αλληλουχία του DNA. Το επιγενετικό προφίλ αποτελεί µια συλλογή πληροφοριών για το ποια γονίδια πρέπει να εκφραστούν ή όχι στη συγκεκριµένη φάση της ζωής του κυττάρου. Οι επιγενετικοί µηχανισµοί διαµορφώνουν το επιγονιδίωµα («επιγενετικό κώδικα»).
Οι τρεις κύριοι επιγενετικοί µηχανισµοί είναι η µεθυλίωση του DNA, οι τροποποιήσεις της ιστόνης και η ύπαρξη µικρο-RNAs (miRNAs) . Οι τρεις αυτοί µηχανισµοί είναι σε θέση να ρυθµίσουν τη µεταγραφή και εποµένως την έκφραση των γονιδίων. Η γήρανση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που συνδέεται με τη μείωση της ικανότητας του οργανισμού να προσαρμόζεται στο άγχος και να αντιμετωπίζει τις απειλές που συνδέονται με τη ζωή, συμπεριλαμβανομένων των λοιμώξεων ή της προοδευτικής συσσώρευσης μακρομοριακών βλαβών.
Δεν υπάρχει εκ των προτέρων κανένας λόγος για τον οποίο συγκεκριμένοι τύποι βλαβών είναι πιο υπεύθυνοι από άλλους για την οδήγηση της κυτταρικής αλλοίωσης με την πάροδο του χρόνου .
Ομοίως, δεν υπάρχει δικαιολογία για το γιατί ένας συγκεκριμένος τύπος μακρομορίου, για παράδειγμα, λιπίδια, μεμβράνες ή πρωτεΐνες και νουκλεϊκά οξέα σε ένα τύπο κυττάρου που σχετίζονται με το δέρμα, θα ήταν πιο ευάλωτα σε βλάβες από άλλα.
Ως αποτέλεσμα, εξελικτικές εκτιμήσεις υποδηλώνουν ότι πολλαπλά είδη βλάβης αναμένεται να συσσωρευτούν σταδιακά παράλληλα εντός των κυττάρων, επειδή υπάρχουν εγγενείς περιορισμοί στη σωματική συντήρηση για καθεμία από τις οδούς επισκευής και συντήρησης
Ωστόσο, στα βιολογικά συστήματα, η βλάβη σε ορισμένα μακρομόρια μπορεί να διαδραματίσει σημαντικότερο ρόλο.
Εκτός από τις βλάβες του DNA, οι σχετιζόμενες με την ηλικία φυσιολογικές αλλαγές συνοδεύονται και με επιγενετικές αλλαγές .
Οι επιγενετικές αλλαγές είναι αναστρέψιμες κληρονομικές μεταβολές στην έκφραση γονιδίων που συμβαίνουν χωρίς αλλαγές στην υποκείμενη αλληλουχία DNA.
Σύνδεση της βλάβης του DNA με τις επιγενετικές αλλαγές
Οι λειτουργικοί δεσμοί μεταξύ των επίμονων βλαβών του DNA και των επιγενετικών αλλαγών που σχετίζονται με την ηλικία , μόλις άρχισαν να εμφανίζονται πρόσφατα.
Η προαναφερόμενη ανασκόπηση μελετών εξετάζει πώς οι αλλοιώσεις του DNA μεταβάλλουν το επιγενές στο πλαίσιο της γήρανσης και των ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία.
H επίδραση της βλάβης του DNA δεν περιορίζεται μόνο σε σωματικές μεταλλάξεις ή χρωμοσωμικές εκτροπές.
Προκαλεί επίσης αλλαγές στο επιγενετικό τοπίο που σχετίζονται με την ενεργοποίηση της απόκρισης βλάβης και επισκευής του DNA
Παρόμοια με τη γήρανση, τα κυτταρικά επίπεδα των ιστονών καθώς και η πυκνότητα του πυρήνα της ιστόνης μειώνονται σημαντικά ως απόκριση στη βλάβη του DNA, υποστηρίζοντας την ιδέα ότι κατά τη γήρανση ή σε βλάβη του DNA, η χαλάρωση της δομής της χρωματίνης θα μπορούσε να διευκολύνει την ακατάλληλη πρόσβαση των παραγόντων μεταγραφής στο DNA
Κέντρο Γνώσης
Δερματολογία & Αισθητική
Απομένει να δούμε αν το επιγενές αποκαθίσταται πιστά μετά την αποκατάσταση της βλάβης του DNA ή εάν επιγενετικές μεταβολές, για παράδειγμα, Μεθυλίωση DNA, παραλλαγές ιστόνης, PTMs ιστόνης ή πυκνότητα ιστόνης, παραμένουν και συσσωρεύονται σταδιακά ως ουλές βλάβης με την προχωρημένη ηλικία
Παραμένει επίσης άγνωστο εάν οι γονικές ιστόνες χάνονται εντελώς κατά τη διάρκεια της επιδιόρθωσης του DNA, εάν η απόθεση νέων ιστονών μετά την επιδιόρθωση του DNA μεταβάλλει τη γονιδιακή έκφραση σε θέσεις που έχουν υποστεί βλάβη στο DNA και σε ποιο βαθμό τέτοιες επιγενετικές αλλαγές αντιπροσωπεύουν παροδικά ή μόνιμα σημάδια χρωματίνης.
