قدرت فکر می تواند کد ژنتیکی یک موجود زنده را تغییر دهد. مهندسی ژنتیک انسانی چه چیزی DNA را تغییر می دهد

با کمک CRISPR، یک پیشرفت عظیم در مهندسی ژنتیک در حال حاضر اتفاق می افتد: دانشمندان قصد دارند به زودی یاد بگیرند که چگونه ما را برای همیشه از شر هر بیماری خلاص کنند، با چشم انداز هرگونه جهش کنترل شده و زندگی ابدی.

ویدیوی «CRISPR: ویرایش ژن همه چیز را تغییر می‌دهد» که در مورد پیشرفت علم از نظر تغییرات ژنتیکی انسان می‌گوید، ما را وادار به انتشار این پست کرد: فقط رهایی از بیماری‌هایی مانند ایدز نیست. سرطان و بسیاری دیگر، بلکه در مورد ایجاد یک نوع جدید بی عیب و نقص از مردم، افرادی با ابرقدرت ها و جاودانگی. و این در حال حاضر در برابر چشمان ما اتفاق می افتد.

همه این چشم اندازها به لطف کشف انقلابی اخیر پروتئین باز شده است CRISPR – Cas9، اما اول از همه.

قبلاً اعتقاد بر این بود که DNA در هر یک از سلول های ما کاملاً یکسان است و حاوی نسخه دقیق و بدون تغییر ما است - مهم نیست چه سلولی را می گیرید، اما معلوم شد که اینطور نیست: DNA در سلول های مختلف کمی متفاوت است و بسته به شرایط مختلف تغییر می کنند.

کشف پروتئین CRISPR-Cas9 با مشاهده باکتری هایی که از حمله ویروس ها جان سالم به در می برند کمک کرد.

قدیمی ترین جنگ روی زمین

باکتری ها و ویروس ها از ابتدای زندگی با هم رقابت می کنند: ویروس های باکتریوفاژ باکتری ها را شکار می کنند. در اقیانوس ها، هر روز 40 درصد از کل باکتری ها را از بین می برند. ویروس این کار را با وارد کردن کد ژنتیکی خود در یک باکتری و استفاده از آن به عنوان کارخانه انجام می دهد.

باکتری‌ها تلاش می‌کنند تا با شکست مواجه شوند، اما در بیشتر موارد مکانیسم‌های دفاعی آن‌ها بسیار ضعیف است. اما گاهی اوقات باکتری ها زنده می مانند. سپس آنها می توانند موثرترین سیستم ضد ویروسی خود را فعال کنند. آنها بخشی از DNA ویروس را در کد ژنتیکی خود، آرشیو DNA "CRISPR" ذخیره می کنند.در اینجا تا لحظه مورد نیاز ذخیره می شود.

هنگامی که ویروس دوباره حمله می کند، باکتری یک کپی RNA از آرشیو DNA ایجاد می کند و
یک سلاح مخفی را شارژ می کند - پروتئین Cas9. این پروتئین با مقایسه هر تکه DNA که با آرشیو پیدا می کند، باکتری ها را برای تداخل ویروسی اسکن می کند. هنگامی که 100٪ مطابقت داشته باشد، DNA ویروس را فعال و قطع می کند و آن را بی فایده می کند و در نتیجه از باکتری محافظت می کند.

پروتئین Cas9 DNA سلول را برای معرفی یک ویروس اسکن می کند و قسمت آسیب دیده را با یک قطعه سالم جایگزین می کند.

به طور واضح، Cas9 به اندازه یک جراح DNA دقیق است. چرخش زمانی اتفاق افتاد که دانشمندان متوجه شدند که سیستم CRISPR قابل برنامه ریزی است - شما به سادگی می توانید یک کپی از DNA را برای تغییر داده و سیستم را در یک سلول زنده قرار دهید.

علاوه بر دقیق، ارزان بودن و استفاده آسان، CRISPR به شما امکان می‌دهد ژن‌ها را در سلول‌های زنده روشن و خاموش کنید و توالی‌های DNA خاصی را مطالعه کنید.
این روش همچنین با هر سلول، میکروارگانیسم، گیاه، حیوان یا انسان کار می کند.

دانشمندان دریافته‌اند که Cas9 می‌تواند برای هر جایگزینی در هر بخشی از DNA برنامه‌ریزی شود - و این تقریباً فرصت‌های بی‌پایانی را برای بشریت باز می‌کند.

پایان بیماری؟

در سال 2015، دانشمندان از CRISPR برای حذف ویروس HIV از سلول های بیماران استفاده کردند
و ثابت کرد که ممکن است... یک سال بعد، آنها آزمایش جاه‌طلبانه‌تری را روی موش‌های مبتلا به ویروس HIV تقریباً در تمام سلول‌هایشان انجام دادند.

دانشمندان به سادگی CRISPR را به دم خود تزریق کردند و توانستند بیش از 50 درصد از ویروس را از سلول های سراسر بدن حذف کنند. شاید ظرف چند دهه، CRISPR به خلاص شدن از شر HIV و سایر رتروویروس‌ها کمک کند - ویروس‌هایی که مانند تبخال در DNA انسان پنهان می‌شوند. شاید کریسپر بتواند بدترین دشمن ما، سرطان را شکست دهد..

سرطان نتیجه سلول‌هایی است که از مردن خودداری می‌کنند و در حالی که از سیستم ایمنی پنهان می‌مانند به تقسیم شدن ادامه می‌دهند. CRISPR به ما ابزاری می دهد تا سلول های ایمنی خود را ویرایش کنیم و آنها را به بهترین شکارچی سلول های سرطانی تبدیل کنیم.

شاید بعد از مدتی، درمان سرطان فقط چند شات با چندین هزار سلول خود شما باشد که در آزمایشگاه ساخته شده تا شما را برای همیشه درمان کند.

شاید بعد از مدتی، موضوع درمان سرطان موضوع یک جفت تزریق سلول های اصلاح شده باشد.

اولین کارآزمایی بالینی چنین درمانی بر روی بیماران انسانی در اوایل سال 2016 در ایالات متحده تایید شد. کمتر از یک ماه بعد، دانشمندان چینی اعلام کردند که در آگوست 2016 بیماران سرطان ریه را با سلول های ایمنی اصلاح شده با استفاده از همین فناوری درمان خواهند کرد. پرونده به سرعت در حال افزایش است.

و سپس بیماری های ژنتیکی وجود دارد، هزاران مورد. آنها از خفیف آزاردهنده تا بسیار کشنده یا سالها رنج متغیر هستند. با ابزارهای قدرتمندی مانند CRISPR، می توانیم روزی به این موضوع پایان دهیم.

بیش از 3000 بیماری ژنتیکی در اثر یک جانشینی در DNA ایجاد می شود.
ما در حال حاضر در حال ایجاد یک نسخه اصلاح شده از Cas9 هستیم که چنین خطاهایی را برطرف می کند و سلول را از بیماری رها می کند. در چند دهه، ممکن است بتوانیم هزاران بیماری را برای همیشه ریشه کن کنیم. با این حال، همه این کاربردهای پزشکی یک اشکال دارند - آنها محدود به یک بیمار هستند و اگر آنها را روی سلول های تولید مثلی یا در مراحل اولیه رشد جنین استفاده نکنیم، با او می میرند.

CRISPR احتمالاً بسیار گسترده تر مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، برای ایجاد یک فرد اصلاح شده، یک کودک فرافکنی شده. این تغییرات صاف اما غیر قابل برگشت در مخزن ژنی انسان ایجاد می کند.

کودکان پیش بینی شده

ابزاری برای تغییر DNA جنین انسان از قبل وجود دارد،
اما این فناوری در مرحله اولیه توسعه است. با این حال، قبلاً دو بار استفاده شده است. در سال‌های 2015 و 2016، آزمایش‌های دانشمندان چینی روی جنین انسان در دومین تلاش به موفقیت نسبی دست یافت.

آنها مشکلات عظیمی را در ویرایش ژن های جنین شناسایی کرده اند، اما بسیاری از دانشمندان در حال حاضر روی حل این مشکلات کار می کنند. این همان رایانه های دهه 70 است: در آینده آنها بهتر خواهند شد.

صرف نظر از دیدگاه شما در مورد مهندسی ژنتیک، همه افراد را تحت تاثیر قرار خواهد داد. افراد اصلاح شده می توانند ژنوم کل گونه ما را تغییر دهند، زیرا ویژگی های پیوندی آنها به فرزندانشان منتقل می شود و در طول نسل ها به آرامی گسترش می یابند و به آرامی مخزن ژنی بشریت را تغییر می دهند. به تدریج شروع خواهد شد.

اولین بچه های پیش بینی شده تفاوت چندانی با ما نخواهند داشت. به احتمال زیاد ژن های آنها برای رهایی از بیماری های ارثی کشنده تغییر خواهد کرد.
با پیشرفت تکنولوژی، افراد بیشتری فکر می کنند که استفاده نکردن از اصلاح ژنتیکی غیراخلاقی است، زیرا کودکان را به هلاکت می رساند.
برای رنج و مرگ قابل پیشگیری

به محض تولد اولین چنین فرزندی، دری باز می شود که دیگر نمی توان آن را بست. در ابتدا، برخی از ویژگی ها توسط کسی لمس نمی شود، اما با افزایش تأیید فناوری و دانش ما در مورد کد ژنتیکی، وسوسه افزایش می یابد.
اگر فرزندان خود را در برابر بیماری آلزایمر مصون می‌سازید، چرا اضافه نکنیدبه آنها متابولیسم بهبود یافته نمی دهد؟ چرا با بینایی عالی به آنها پاداش نمی دهیم؟ رشد یا ماهیچه چطور؟ موهای شاداب؟ هدیه هوش استثنایی برای فرزندتان چطور؟

تغییرات عظیم در نتیجه انباشته شدن تصمیمات شخصی میلیون ها نفر رخ خواهد داد.
این یک شیب لغزنده است و انسان های اصلاح شده می توانند طبیعی جدید باشند. همانطور که مهندسی ژنتیک رایج تر می شود و دانش ما بهبود می یابد، می توانیم عامل اصلی مرگ یعنی پیری را ریشه کن کنیم.

دو سوم از حدود 150000 نفری که امروزه جان خود را از دست می دهند به دلایل مرتبط با افزایش سن جان خود را از دست داده اند.

امروزه اعتقاد بر این است که پیری به دلیل تجمع آسیب در سلول های ما ایجاد می شود.
مانند شکستگی یا فرسودگی DNA در سیستم های مسئول ترمیم این آسیب ها.
اما ژن هایی نیز وجود دارند که مستقیماً بر پیری ما تأثیر می گذارند.

مهندسی ژنتیک و سایر روش های درمانی می توانند پیری را متوقف یا کند کنند. حتی امکان معکوس کردن آن نیز وجود دارد.

یک واکنش معمولی به امکان زندگی ابدی (مانند هر فناوری دیگری که اکنون آشنا است، اما چند صد سال پیش انقلابی است).

زندگی ابدی و مردان ایکس

می دانیم که در طبیعت حیواناتی وجود دارند که پیر نمی شوند. شاید بتوانیم چند ژن از آنها قرض بگیریم. برخی از دانشمندان بر این باورند که پیری روزی ریشه کن خواهد شد. ما هنوز هم خواهیم مرد، اما نه در یک بیمارستان در 90 سالگی، بلکه پس از چند هزار سال، در محاصره عزیزانمان زندگی کردیم.

چالش بسیار زیاد است و شاید هدف دست نیافتنی باشد، اما می توان فرض کرد که مردم امروزی ممکن است اولین کسانی باشند که ثمرات درمان ضد پیری را می چشند. شاید شما فقط نیاز دارید که میلیاردر باهوش را متقاعد کنید تا به حل این مشکل بزرگ کمک کند.

به طور کلی، ما می‌توانیم بسیاری از مشکلات را با کمک افرادی که به‌طور خاص اصلاح شده‌اند حل کنیم، به‌عنوان مثال، افرادی که می‌توانند بهتر با غذاهای پرکالری کنار بیایند و از شر بیماری‌های تمدنی مانند چاقی خلاص شوند.

داشتن سیستم ایمنی اصلاح شده با لیستی از تهدیدات بالقوه،
ما می‌توانیم در برابر بیشتر بیماری‌هایی که امروز ما را آزار می‌دهند مصون شویم. حتی بعداً می‌توانیم افرادی را برای پروازهای فضایی طولانی و سازگاری با شرایط مختلف در سیارات دیگر ایجاد کنیم که برای حفظ زندگی ما در یک جهان متخاصم بسیار مفید خواهد بود.

چند پیمانه نمک

چندین مانع عمده، فنی و اخلاقی وجود دارد. بسیاری از دنیایی که در آن افراد ناقص را از بین می بریم و بر اساس آنچه که سالم تلقی می شود، فرزندانی را انتخاب می کنیم، ترس خواهند داشت.

اما ما قبلاً در چنین دنیایی زندگی می کنیم. آزمایش ده ها بیماری یا عارضه ژنتیکی برای زنان باردار در بسیاری از کشورها عادی شده است. اغلب، یک سوء ظن به یک نقص ژنتیکی می تواند منجر به سقط جنین شود.
به عنوان مثال، سندرم داون، یکی از شایع ترین نقایص ژنتیکی است: در اروپا، حدود 90 درصد از بارداری های مبتلا به این اختلال خاتمه می یابد.

انتخاب ژنتیکی در عمل: سندرم داون در مراحل اولیه رشد جنینی تشخیص داده شده است و 90 درصد حاملگی ها با این تشخیص خاتمه می یابند.

تصمیم برای خاتمه بارداری بسیار شخصی است، اما درک این نکته مهم است که امروزه ما افراد را بر اساس وضعیت سلامتی آنها انتخاب می کنیم. هیچ فایده ای ندارد وانمود کنیم که این تغییر خواهد کرد، بنابراین باید با احتیاط و اخلاق عمل کنیم، علیرغم افزایش آزادی انتخاب به دلیل پیشرفت های بیشتر در فناوری.

با این حال، اینها همه چشم اندازهای آینده دور هستند. با وجود قدرت CRISPR، این روش خالی از اشکال نیست. خطاهای ویرایش ممکن است رخ دهد، خطاهای ناشناخته ممکن است در هر بخشی از DNA رخ دهد و مورد توجه قرار نگیرد.

تغییر در یک ژن می تواند به نتیجه مطلوب برسد و یک بیماری را درمان کند، اما در عین حال تغییرات ناخواسته را تحریک کند. ما به سادگی در مورد روابط پیچیده ژن های خود اطلاعات کافی نداریم تا از عواقب غیرقابل پیش بینی جلوگیری کنیم.

کار بر روی روش‌های دقیق و مشاهده در آزمایش‌های بالینی آتی بسیار مهم است. و در حالی که ما در مورد آینده روشن احتمالی صحبت کرده ایم، همچنین ارزش ذکر یک چشم انداز تاریک تر را دارد. تصور کنید کشوری مانند کره شمالی با این سطح از فناوری چه کاری می تواند انجام دهد؟

مهم است که فناوری اصلاح ژنتیکی به دست رژیم‌های توتالیتر نیفتد، رژیم‌هایی که به طور فرضی می‌توانند از آن برای آسیب رساندن به بشریت استفاده کنند - مثلاً ارتشی از سربازان اصلاح‌شده ژنتیکی ایجاد کنند.

آیا او می تواند سلطنت خود را برای همیشه با مهندسی اجباری تمدید کند؟چه چیزی یک رژیم توتالیتر را از ایجاد ارتشی از ابر سربازان اصلاح شده باز می دارد؟

پس از همه، این در تئوری امکان پذیر است. سناریوهایی مانند این در آینده‌ای دور هستند، اگر اصلاً امکان پذیر باشند، اما اثبات مفهومی برای چنین مهندسی از قبل وجود دارد. فناوری واقعاً قدرتمند است.

این می تواند دلیلی برای ممنوعیت مهندسی و تحقیقات مرتبط باشد، اما قطعاً یک اشتباه است. ممنوعیت مهندسی ژنتیک انسان تنها با قوانین و مقرراتی علم را وارد میدان می کند که ما با آن راحت نباشیم. تنها با مشارکت در فرآیند می توان مطمئن بود که تحقیقات با دقت، هوشمندی، کنترل و شفافیت انجام می شود.

ما می توانیم هر گونه تغییر ژنتیکی را در یک فرد تحقیق و معرفی کنیم.

نتیجه

احساس اضطراب می کنید؟ تقریباً همه ما نوعی نقص داریم. آیا به ما اجازه می دهید در چنین دنیای جدیدی وجود داشته باشیم؟ فناوری تا حدودی دلهره آور است، اما ما چیزهای زیادی برای بردن داریم و مهندسی ژنتیک می تواند گام بعدی در تکامل زندگی هوشمند باشد.

شاید به بیماری پایان دهیم، قرن ها امید به زندگی را افزایش دهیم و به سوی ستاره ها برویم. هنگام صحبت در مورد چنین موضوعی نباید خیلی کوچک فکر کنید. نظر شما در مورد مهندسی ژنتیک هر چه باشد، آینده مهم نیست.

آنچه قبلاً علمی تخیلی بود به زودی به واقعیت جدید ما تبدیل خواهد شد.
واقعیتی پر از فرصت ها و موانع.

همچنین می توانید خود ویدیو را مستقیماً تماشا کنید:

ممکن است به نظر برسد که DNA مرکز اصلی مولکول است که بدون آن زندگی آن غیرممکن است. در واقع، DNA یک مولکول پیچیده نسبتاً حساس است که خود قادر است به سرعت تغییر کند و خواص ویژه ای از خود نشان دهد. هم تحت تأثیر افکار و نیات ما و هم از عوامل تأثیرگذار طبیعت فیزیکی و شیمیایی است.

زنجیره های پیچیده ای از کدهای ژنتیکی، که هر یک از پیوندهای آن می تواند کار خود را متوقف کند یا در هر لحظه فعال شود - این همان غلظت مواد ژنتیکی انسان است. علاوه بر این، مارپیچ‌های ژنی می‌توانند خواص باورنکردنی از خود نشان دهند و به حفظ انرژی برای مدت بسیار طولانی کمک کنند. اما چگونه این امکان وجود دارد و چگونه می توانید بدن خود را برای بهبودی با تأثیر بر DNA تنظیم کنید؟

تله نور

فوتون های نور معطل نمی شوند، بلکه دائما پراکنده می شوند. در گیاهان، انرژی نور به مولکول های مواد مغذی تبدیل می شود و در بدن انسان، یک مولکول DNA مارپیچی می تواند برای گرفتن فوتون های نور استفاده کند. این در آزمایشی که شامل قرار دادن DNA در یک ظرف کوارتز و تابش نور به آن بود، ثابت شده است. جالب اینجاست که خود نور نیز ساختار مارپیچی پیدا کرد و حتی پس از اینکه مولکول DNA از ظرف خارج شد، می‌توان آن را برای یک ماه ذخیره کرد. چنین تبدیل و ذخیره سازی انرژی نور فقط در اختیار مولکول های مارپیچی است که وظیفه انتقال اطلاعات ژنتیکی را بر عهده دارند.

خود درمانی

بسیاری از مردم معتقدند که وراثت نقش مهمی در سلامتی دارد. در واقع، داده های تجربی در مورد اهمیت تفکر مثبت در مدیریت DNA نشان می دهد که ژن ها تنها تا حدی ما را تعیین می کنند، در حالی که بقیه افراد مسئول بیماری ها و تمایلات خود هستند. تحت استرس، تحریک، نگرانی های مداوم، ژن ها به طور طبیعی کار نمی کنند و پیش نیازهای ایجاد بیماری ها به وجود می آید. آسیب شناسی می تواند کاملاً بر هر اندام و بافتی تأثیر بگذارد، اما همه چیز با تفکر و مکانیسم های خود تخریبی تأثیر آگاهی بر مولکول های مارپیچی شروع می شود.

منبع انرژی برای شفای مولکول های سلولی عشق است. این روشی برای جوان سازی هدفمند سلول ها، جلوگیری از پیری و تخریب آنها است. عشق به شما اجازه می دهد انرژی مثبت را تقویت کنید و افکار خود را قوی تر کنید. بدون عشق، بدن نمی تواند به طور طبیعی رشد کند. این با مشاهدات تجربی ثابت می شود، زمانی که کودکان در صورت کمبود محبت و محبت والدین نمی توانند به طور کامل رشد کنند. به عنوان مثال، ثابت شده است که احتمال ابتلا به اوتیسم کودکان در یتیم خانه ها بیشتر از کودکان نوپا است که توسط والدین خود نگهداری می شوند.

دگرگونی های فکری

تغییرات ساختاری در DNA را می توان از راه دور از طریق قصد تحت تأثیر قرار داد.
اگر فردی آگاهانه روی افکار خوب تمرکز کند و مغزش شروع به انتشار امواج هماهنگ کند، اما مارپیچ های DNA شروع به تغییر شکل می کنند. علاوه بر این، اگر فردی با افکار و نیات مثبت رفتار کند، تغییرات منجر به دگرگونی‌های شفابخش می‌شود و اگر خشم، خشم، عصبانیت جهت‌گیری در افکار وجود داشته باشد، DNA با موج مردن هماهنگ می‌شود. مسئله این است که مغز شروع به تبدیل افکار به جریان‌های انرژی می‌کند که توسط DNA به عنوان سیگنال‌هایی برای بازگرداندن بدن یا برعکس، خود تخریبی درک و تفسیر می‌شوند.

با توجه به داده های تجربی، تغییرات در ساختار DNA قرار داده شده در یک لوله آزمایش ایزوله با یک محیط خنثی، در غیاب تأثیر ذهنی، عملاً رخ نداد. اما وقتی افکار خود را روی لوله آزمایش با DNA متمرکز می کنید، تغییرات در 10 درصد از بخش های مولکول حامل اطلاعات ژنتیکی آغاز شد. درمانگرها اینگونه عمل می کنند. آنها قادرند افکار و نگرش های مثبت را به انرژی امواج مغزی تبدیل کنند. این امواج هستند که به سلول های بدن سیگنال هایی در مورد نیاز به بهبود اندام ها و سیستم ها می دهند.

آیا عادات سالم یا بد، رژیم غذایی و ورزش می تواند بر فرزندان یا نوه ها تأثیر بگذارد؟ آیا کم خوابی ما یا لیوان های شامپاین اضافی برای فرزندانمان نتیجه معکوس خواهد داشت - ناگهان، به دلیل تصمیمات غیر منطقی ما، کودکان تمایل به اعتیاد به الکل، دیابت یا سندرم تونل کارپال نشان می دهند؟ نگاه به من استدلال های اصلی دانشمندان ژنتیک، پزشکان و دیگرانی که به این سوال در بخش "علم بپرس" Reddit پاسخ دادند ارائه می کند.

آیا سبک زندگی بر DNA تأثیر می گذارد؟

اگرچه سبک زندگی بر ساختار DNA تأثیر نمی گذارد، اما می تواند بر عوامل تنظیم کننده فعالیت ژن تأثیر بگذارد. این پدیده وراثت اپی ژنتیکی نامیده می شود: بسته به اینکه چه عواملی بر ارگانیسم در طول زندگی اش تأثیر گذاشته است، فرزندان آن ممکن است برخی از ویژگی هایی را که در ابتدا در کد ژنتیکی ذکر شده بود نشان دهند یا برعکس، نشان ندهند.

ساختار خود ژنوم که به فرزندان منتقل می شود، فقط در طول بارداری قابل تغییر است: تغذیه نامناسب، استرس یا بیماری هایی که مادر در این دوره متحمل می شود می تواند باعث جهش در سطح ژنتیکی و اختلال در ساختار DNA شود. به عنوان مثال، به دلیل چنین جهش هایی، کودکان می توانند با یک کروموزوم اضافی متولد شوند. اما این تغییرات کاملاً تصادفی هستند، همیشه رخ نمی دهند و اغلب با سبک زندگی مادر مرتبط نیستند. این یک ناهنجاری ژنی است که پیش بینی آن قبل از لقاح دشوار است، اما امروزه می توان از والدین آینده با کمک تشخیص های قبل از تولد جلوگیری کرد - برنامه تحقیقاتی شامل یک آزمایش ویژه است که به شما امکان می دهد تا جنین را برای 6000 اختلال رشد احتمالی بررسی کنید.

با این حال، تمام خواصی که از والدین به فرزندان منتقل می شود در DNA گنجانده نشده اند.مکانیسم وراثت خارج از ساختار کد ژنتیکی توسط شاخه خاصی از علم - اپی ژنتیک مورد مطالعه قرار می گیرد. خود این اصطلاح توسط کنراد وادینگتون انگلیسی در دهه 50 ابداع شد. این دانشمند هنوز نمی دانست که ژنوم انسان چگونه کار می کند، اما وجود مکانیسم خاصی را حدس زد که مواد ارثی موجودات زنده را کنترل می کند. در دهه 1990، زمانی که DNA انسان رمزگشایی شد، محققان اپی ژنتیک را به یاد آوردند و تاییدی بر فرضیه های وادینگتون پیدا کردند. اکنون وراثت اپی ژنتیک (به معنای واقعی کلمه - "بیش از حد") به تمام تغییرات مرتبط با فنوتیپ یا بیان ژن اشاره دارد که در نسل اول در موجودات زنده و در چندین نسل در موجودات سلولی آشکار می شود.

دانشمندان دقیقاً نمی دانند که چگونه وراثت در موجودات زنده رخ می دهد.برای ردیابی دلایل بروز علائم مشابه، باید تعداد نامحدودی از عوامل را در نظر بگیرید: شرایطی که در آن رشد و نمو حیوان رخ داده است، عوامل محیطی، اکولوژی، تشعشعات کیهانی و غیره. محققان نمی توانند به طور قطع بگویند چه چیزی بر بیان ژن تأثیر می گذارد، و فقط به این دلیل که شما ویژگی های مشابه والدین خود را نشان می دهید به این معنا نیست که آنها از نظر ژنتیکی به شما منتقل شده اند. شاید فنوتیپ شما تحت تأثیر آب و هوا، ریتم زندگی در زادگاه شما یا مصرف غذاهای آشنا برای خانواده شما باشد.

توصیف مکانیسم وراثت برخی صفات و صفات شخصیتی در انسان به ویژه دشوار است.- بر خلاف اکثر حیوانات، افراد در رشد خود شدیداً به جامعه وابسته هستند و کودک در روند رشد تحت تأثیر نزدیکان، همسالان، معلمان، شخصیت های فیلم، هنجارها و دستورات پذیرفته شده در جامعه قرار می گیرد. به طور کلی، اگر سه نسل از یک خانواده به ورزش بروند، این به این معنا نیست که کودکان از نظر ژنتیکی عضلات تسکین دهنده را به ارث می برند: اول از همه، آنها تحت تأثیر تربیت و سنت خانوادگی گذراندن عصرها در باشگاه هستند.

اما اگر نه تنها ویژگی های فیزیولوژیکی، بلکه الگوهای رفتاری را نیز بتوان از نسلی به نسل دیگر منتقل کرد، چه؟ با تشکر از این سوال، اخیرا یک جهت جدید ظاهر شده است - اپی ژنتیک رفتاری. دانشمندانی که در این زمینه کار می کنند پیشنهاد می کنند که سبک زندگی ارگانیسم والدین می تواند بر شخصیت و سناریوهای رفتاری فرزندان تأثیر بگذارد.

در سال 2013، مجله معتبر Neuroscience نتایج آزمایش‌های انجام شده بر روی موش‌های آزمایشگاهی را منتشر کرد: محققان به حیوان یاد دادند که از بوی گیلاس بترسد (به نظر می‌رسد چیزی در مورد انتخاب رایحه توضیح نمی‌دهند) و سپس تظاهرات این عطر را مشاهده کردند. همان ترس در فرزندان این موش و حتی نسل های بعدی ...

ما نمی توانیم دقیقاً بدانیم که چه چیزی باعث این شده است:این امکان وجود دارد که مکانیسم انتقال ژنتیکی اسکریپت های رفتاری بسیار پیچیده تر باشد و در موش ها به روشی کاملاً متفاوت از انسان ظاهر شود. اما زیست‌شناسان می‌گویند که توانایی انتقال مهارت‌های اکتسابی با ابزارهای ژنتیکی، شتاب‌دهنده خوبی برای تکامل خواهد بود، زیرا در این روش موجودات کامل‌تر بسیار سریع‌تر از جهش‌های ژنی تصادفی ظاهر می‌شوند. اگر معتقدید طبیعت به صورت منطقی چیده شده است، انتقال الگوهای رفتاری برای رشد موجودات بسیار مفید خواهد بود.

اما آیا همه سناریوهای رفتاری به فرزندان منتقل می شود یا فقط آنهایی که برای مخلوق والد مفید بودند؟ ترس تجلی غریزه حفظ خود است که به موش ها کمک می کند تا از خود و آینده جمعیت محافظت کنند و مثلاً عادت به نوشیدن الکل دقیقاً تأثیر معکوس دارد. متخصصان ژنتیک می گویند که وجود چندین بستگان الکلی در شجره خانواده شانس اعتیاد کودک به الکل را افزایش نمی دهد: به احتمال زیاد، استعداد اعتیاد به الکل در DNA او وجود خواهد داشت، اما بدون تأثیر محرک محیط اجتماعی، این امر ژن آشکار نخواهد شد

به نظر می رسد که تجربه به دست آمده توسط والدین هنوز هم می تواند بر فرزندان تأثیر بگذارد، اما نمی تواند DNA را تغییر دهد.از آنجایی که وراثت اپی ژنتیک اخیراً کشف شد، محققان فرصتی برای ردیابی آن در چندین نسل از افراد نداشتند: اکنون این پدیده در موش هایی که ساختار DNA آنها نزدیک به انسان است، مورد مطالعه قرار می گیرد و سرعت تولید مثل این امکان را فراهم می کند. برای ردیابی بیان ژن در والدین، فرزندان و نوه ها. اما سوال پیش‌بینی نتایج آزمایش‌ها بر روی افراد همچنان باز است.

با انجام ورزش یا پیروی از رژیم غذایی صحیح، کد ژنتیکی خود را تغییر نمی دهید، بلکه از فرصت های ذاتی آن استفاده می کنید. می توانید این را با کنسول های بازی مقایسه کنید: با قرار دادن کارتریج های مختلف، نتایج متفاوتی می گیرید، اما بدون خود کنسول با ویژگی های فنی خاص، کارتریج ها هیچ معنایی ندارند. در هر صورت، مراقبت از خود و سلامتی ایده بدی نیست، حتی اگر عادات سالمی که با چنین مشکلی ایجاد شده اند، به طور اپی ژنتیکی به فرزندان شما منتقل نشوند.

برخی از نشانگرهای شیمیایی در ژنوم انسان در طول زندگی خود تغییر می کنند. این نتیجه گیری توسط یک گروه بین المللی از محققان پس از تجزیه و تحلیل نمونه های DNA از همان افراد، به دست آمده در فواصل چند ساله انجام شد. دانشمندان کار خود را در این مجله منتشر کرده اند مجله انجمن پزشکی آمریکا.

مولکول های DNA انسان حاوی اطلاعاتی در مورد تمام ویژگی های بدن او هستند. اطلاعات موجود در ژنوم را می توان تقریباً به دو نوع تقسیم کرد. اولین مورد، اطلاعاتی است که در بلوک های سازنده DNA - پایگاه های نیتروژنی رمزگذاری شده است. این ارثی است و در طول زندگی فرد بدون تغییر باقی می ماند (اگر تغییرات تصادفی در DNA ظاهر نشود - جهش). اطلاعات نوع دوم توسط به اصطلاح نشانگرهای اپی ژنتیکی تعیین می شود - "روبناهای" شیمیایی پایه های نیتروژنی. وراثت نشانگرهای اپی ژنتیک از قوانین کلاسیک ژنتیک تبعیت نمی کند، اما تأثیر قابل توجهی بر عملکرد ژنوم دارند.

تا به حال، دانشمندان در مورد تغییرات در نشانگرهای DNA اپی ژنتیک در طول زندگی یک فرد اتفاق نظر نداشتند. محققان به سرپرستی اندرو فاینبرگ از دانشگاه جان هاپکینز در بالتیمور این موضوع را با استفاده از یک نوع برچسب گذاری اپی ژنتیکی، متیلاسیون، به عنوان مثال مورد مطالعه قرار دادند. دانشمندان نمونه های DNA 111 نفر از ایسلند را که در اوایل دهه 1990 و 2000 گرفته شده بودند، تجزیه و تحلیل کردند. در زمان انجام مجموعه دوم نمونه ها، داوطلبان 69 سال یا بیشتر سن داشتند. برای بررسی الگوی متیلاسیون، دانشمندان از آنزیم خاصی استفاده کردند که توالی DNA خاصی را تنها در صورت متیله شدن قطع می کند. با ارزیابی تعداد برش‌ها در نمونه‌های DNA «قدیمی» و «جدید»، محققان تفاوت سطح متیلاسیون را تعیین کردند.

مشخص شد که در دو سوم داوطلبان، سطح متیلاسیون حداقل پنج درصد تغییر کرده است. تقریباً یک سوم افراد مورد مطالعه حدود ده درصد از تغییرات را "انباشته" کردند. جالب توجه است که افزایش و کاهش تعداد گروه های متیل در ژنوم به همان اندازه مشاهده شد. برای درک اینکه آیا تغییر در پروفایل متیلاسیون ارثی است، دانشمندان DNA 126 نفر از 21 خانواده آمریکایی را مقایسه کردند. نمونه های DNA در فواصل 16 ساله گرفته شد.

نتایج این آزمایش‌ها تقریباً مشابه نتایج آزمایش قبلی بود: در دو پنجم داوطلبان، سطح متیلاسیون پنج درصد تغییر کرد و فراوانی «افزودن» و «تفریق» گروه‌های متیل تقریباً یکسان بود. . با این حال، اعضای یک خانواده عمدتاً کاهش یا افزایش تعداد گروه‌های متیل را در ژنوم نشان دادند.

نویسندگان اثر اذعان دارند که علیرغم اهمیت نتایج به دست آمده، امروزه ارزیابی اهمیت آنها ممکن نیست. تغییرات اپی ژنتیکی تأثیر قابل توجهی بر عملکرد ژنوم به عنوان یک کل دارد؛ با این حال، مکانیسم های عمل این تغییرات هنوز بسیار ضعیف است.

DNA یک ماده شیمیایی است که در معرض تأثیرات خارجی است. این تأثیرات می تواند فیزیکی (دما، اشعه ماوراء بنفش و تشعشع) یا شیمیایی (رادیکال های آزاد، مواد سرطان زا و غیره) باشد.

## درجه حرارت

هنگامی که دما به ازای هر 10 درجه افزایش می یابد، سرعت واکنش شیمیایی دو برابر می شود. البته چنین نوسانات دمایی در هسته سلول (محل ذخیره DNA) وجود ندارد. اما تغییرات کوچکی وجود دارد که می‌تواند باعث واکنش DNA با ماده‌ای که در نزدیکی آن حل شده است، شود.

## ماوراء بنفش

اشعه ماوراء بنفش تقریباً همیشه بر ما تأثیر می گذارد. در زمستان، این دوزها ناچیز هستند. در تابستان قابل توجه است. اگر یک فوتون فرابنفش به مولکول DNA برخورد کند، انرژی آن برای تشکیل یک پیوند شیمیایی جدید کافی است. پیوندهای DNA مجاور (نوکلئوتیدها) می توانند یک پیوند اضافی با یکدیگر ایجاد کنند که منجر به اختلال در خواندن و همانندسازی DNA می شود. از طرف دیگر، فوتون UV می تواند به دلیل انرژی بالا باعث شکسته شدن رشته DNA شود.

## تابش - تشعشع

تابش تشعشع. آیا فکر می کنید فقط در راکتور است؟ به اصطلاح یک پس‌زمینه تشعشع معمولی وجود دارد، یعنی در هر ثانیه چندین ذره در اطراف و درون ما پرواز می‌کنند، و این همیشه بدون ردیابی DNA ما اتفاق نمی‌افتد. برای درک بزرگی تابش پس زمینه، به اینجا نگاه کنید.

اما نترس پس زمینه به دلیلی عادی نامیده می شود. همه ذرات از پوست عبور نمی‌کنند، از آن‌هایی که نفوذ کرده‌اند، همه عمیقا نفوذ نمی‌کنند، و آن‌هایی که نفوذ کرده‌اند اغلب به مولکول‌ها و اتم‌های دیگر در سلول بریده می‌شوند که تعداد زیادی از آنها وجود دارد. فقط تعداد کمی از آنها به DNA می رسند و این ممکن است هیچ تاثیری روی آن نداشته باشد.

به هر حال، هر چه از سطح زمین بالاتر باشد، تابش پس زمینه روشن تر است. این به دلیل تشعشعات کیهانی است که میدان مغناطیسی و اتمسفر زمین بیشتر از آن محافظت می کنیم. هر چه از زمین دورتر باشد، میدان مغناطیسی ضعیف تر و لایه نازک اتمسفر کمتر می شود و ذرات پرانرژی بیشتری بدن ما را بمباران می کنند.

## رادیکال های آزاد

در بین مواد شیمیایی، این رادیکال های آزاد هستند که به طور مداوم در سلول تشکیل می شوند که نقش مهمی دارند. این محصول فرعی فرآیندهای ردوکس است که بدون آن زندگی غیرممکن است. البته در طول میلیون‌ها سال تکامل، تنها موجوداتی زنده ماندند که سیستمی برای خنثی کردن رادیکال‌های آزاد داشتند. ما هم داریم. اما هیچ چیز با کارایی 100٪ کار نمی کند، و نه، نه، اما چند رادیکال موفق به آسیب رساندن به DNA می شوند.

صحبت از تشعشعات. همچنین مسئول تشکیل رادیکال های آزاد است. آن ذرات پرانرژی که با مواد اطراف DNA واکنش داده اند اغلب منجر به تشکیل رادیکال می شوند.

## سرطان زاها

وقتی صحبت از مواد سرطان زا به میان می آید، یک مثال خوب بنزپیرن است، ماده ای که هنگام سوزاندن زغال سنگ و هیدروکربن هایی مانند بنزین تشکیل می شود. در دود اگزوز و دود آتش یافت می شود. Flameless میل ترکیبی بالایی با DNA دارد و در ساختار DNA گنجانده می شود و در نتیجه توالی نوکلئوتیدی را مختل می کند. مکانیسم های دیگری نیز برای آسیب DNA وجود دارد.

دلایل به تأثیرات خارجی محدود نمی شود. آشپزخانه داخلی نیز خالی از ایراد نیست. DNA یک مولکول پویا است که اغلب دو برابر می شود، دائماً باز می شود و در هم می پیچد، موقعیت خود را در فضا تغییر می دهد. همه این فرآیندها به آرامی پیش نمی روند، و شکستگی در رشته DNA، بازآرایی و حتی از دست دادن بخش های زنجیره، ادغام چندین مولکول در یک مولکول ممکن است رخ دهد. در طول تقسیم سلولی، همه کروموزوم ها نمی توانند با سلول های تازه تشکیل شده همگام شوند و یکی از سلول های دختر ممکن است کروموزوم های کمتری داشته باشد، در حالی که دیگری کروموزوم های بیشتری داشته باشد. این نیز یک جهش است.

تکثیر DNA نیز نه دقیقاً، بلکه با خطا اتفاق می افتد. علاوه بر این، هر نسخه کمی کوتاه‌تر از نسخه اصلی است، زیرا لبه‌ها (تلومرها) به سختی کپی می‌شوند. دیر یا زود (زمانی که ما پیر شده‌ایم) تلومرها آنقدر کوتاه می‌شوند که مناطق کدکننده DNA زیر چاقو قرار می‌گیرند.

همه اینها ترسناک به نظر می رسد، اما اولا، جهش ها اغلب بی تفاوت هستند و به ندرت پیامدهای منفی دارند، ثانیاً در سیر تکامل، مکانیزمی برای ترمیم آسیب DNA پدید آمده است که وظایف خود را به خوبی انجام می دهد، و سوم، فرآیند جهش جزء ضروری برای تکامل است و اجازه تولد چیزی را می دهد که هنوز در طبیعت نبوده است.