မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှုတွင် Epigenetics

မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှုတွင် အက်ပီဂျီနိတ်နစ်

အက်ပီဂျနက်တစ်သည် DNA အစီအစဉ်ပြောင်းလဲမှုကြောင့်မဟုတ်ဘဲ မျိုးဗီဇလုပ်ဆောင်ချက်ပြောင်းလဲမှုများကို လေ့လာသည့် ဇီဝဗေဒ၏ ဌာနခွဲတစ်ခုဖြစ်သည်။ တစ်နည်းအားဖြင့် အက်ပီဂျနက်တစ်သည် မျိုးဗီဇကုဒ်ကိုယ်တိုင်ကို မပြောင်းလဲဘဲ မျိုးဗီဇများကို မည်သို့ဖွင့် သို့မဟုတ် ပိတ်နိုင်သည်ကို ရှင်းပြသည်။ ဤသဘောတရားသည် အရေးကြီးပါသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် ခန္ဓာကိုယ်ရှိ DNA တူညီသောဆဲလ်များသည် အာရုံကြောဆဲလ်များ၊ ကြွက်သားဆဲလ်များနှင့် သွေးဆဲလ်များကဲ့သို့သော မတူညီသောလုပ်ဆောင်ချက်များရှိနိုင်သည်ကို နားလည်ရန် ကူညီပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အက်ပီဂျနက်တစ်သည် မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှုတွင် အဓိကအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ မျိုးဗီဇတစ်ခုသည် မည်သည့်အချိန်တွင်၊ မည်သည့်နေရာတွင်နှင့် မည်မျှအားကောင်းစွာဖော်ပြသည်ကို ထိန်းချုပ်သည့်လုပ်ငန်းစဉ်ဖြစ်သည်။

မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှု၏ အခြေခံများ

မျိုးဗီဇထိန်းညှိခြင်းသည် ဆဲလ်များသည် ပရိုတင်းထုတ်လုပ်မှုကို လိုအပ်ချက်များအရ ချိန်ညှိရန်အသုံးပြုသည့် ယန္တရားတစ်ခုဖြစ်သည်။ "တက်ကြွသော" မျိုးဗီဇများကို RNA အဖြစ်ပြောင်းလဲပြီးနောက် ပရိုတင်းများအဖြစ် ဘာသာပြန်ဆိုသည်။ အခြားတစ်ဖက်တွင်မူ "မတက်ကြွသော" မျိုးဗီဇများသည် လုပ်ဆောင်နိုင်သော ထုတ်ကုန်များကို မထုတ်လုပ်ပါ။ ဤထိန်းညှိမှုသည် သန္ဓေသားဖွံ့ဖြိုးမှု၊ ဆဲလ်ကွဲပြားမှု၊ ဖိစီးမှုတုံ့ပြန်မှု၊ ပတ်ဝန်းကျင်လိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင်နေထိုင်မှုနှင့် ခန္ဓာကိုယ်လုပ်ဆောင်ချက်များကို ထိန်းသိမ်းခြင်းအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။ မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှု ပျက်ယွင်းခြင်းသည် ကင်ဆာ၊ ဇီဝဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာရောဂါများနှင့် ဖွံ့ဖြိုးမှုဆိုင်ရာ မူမမှန်မှုများ အပါအဝင် ရောဂါအမျိုးမျိုးကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။

ဤအခြေအနေတွင်၊ အက်ပီဂျနက်တစ်သည် မျိုးရိုးဗီဇ၏အပေါ်တွင် နောက်ထပ်ထိန်းညှိပေးသည့်စနစ်တစ်ခုကဲ့သို့ လုပ်ဆောင်သည်။ မျိုးရိုးဗီဇသည် ချက်ပြုတ်နည်းစာအုပ်တစ်အုပ်ကဲ့သို့ဖြစ်ပါက အက်ပီဂျနက်တစ်သည် မည်သည့်ချက်ပြုတ်နည်းများကို ဖတ်ရှုရမည်နှင့် မည်မျှမကြာခဏဖတ်ရှုရမည်ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် အမှတ်အသား သို့မဟုတ် မှတ်စုဖြစ်သည်။

အက်ပီဂျနက်တစ်၏ အဓိကယန္တရားများ

အဓိက epigenetic ယန္တရားများစွာသည် မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှုကို လွှမ်းမိုးသည်။ အများဆုံးလေ့လာထားသော ယန္တရားသုံးခုမှာ DNA methylation၊ histone modification နှင့် non-coding RNA ဖြင့် ထိန်းညှိခြင်းတို့ဖြစ်သည်။ သုံးခုစလုံးသည် DNA ဝင်ရောက်နိုင်မှုနှင့် မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုအဆင့်များကို ထိန်းညှိရန် ညှိနှိုင်းဆောင်ရွက်ကြသည်။

၁။ DNA မီသိုင်းလေးရှင်း

DNA မီသိုင်းလေးရှင်းဖြစ်စဉ်သည် မီသိုင်းအုပ်စု (—CH₃) ကို ဆိုက်တိုစင်းဘေ့စ်ထဲသို့ ထည့်သွင်းသောအခါ ဖြစ်ပေါ်ပြီး၊ ပုံမှန်အားဖြင့် CpG (ဆိုက်တိုစင်း-ဖော့စဖိတ်-ဂွာနင်း) ဘေ့စ်အတွဲများ ကြွယ်ဝသော DNA ဒေသများတွင် ဖြစ်သည်။ ဤမီသိုင်းအုပ်စု ထည့်သွင်းခြင်းသည် မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုကို နှိမ်နင်းခြင်းနှင့် မကြာခဏ ဆက်စပ်နေသည်။ မီသိုင်းလေးရှင်း၏ အရေးအကြီးဆုံးနေရာများမှာ ပုံမှန်အားဖြင့် မျိုးဗီဇပရိုမိုတာများဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် DNA ဒေသများတွင် မှတ်တမ်းကူးယူခြင်း စတင်ခြင်းကို ထိန်းညှိပေးသည်။

ပရိုမိုတာတစ်ခုသည် မီသိုင်းဓာတ်များစွာပါဝင်ပါက၊ transcription factors များသည် ချည်နှောင်ရန်ခက်ခဲပြီး RNA polymerase သည် အကောင်းဆုံးလုပ်ဆောင်နိုင်မည်မဟုတ်ပါ။ ရလဒ်အနေဖြင့်၊ မျိုးဗီဇသည် "တိတ်ဆိတ်နေတတ်သည်။" DNA မီသိုင်းလေးရှင်းသည် အမျိုးသမီးများတွင် X ခရိုမိုဆုန်း လှုပ်ရှားမှုမရှိခြင်းနှင့် မျိုးဗီဇဖော်ပြမှုသည် မိဘမျိုးရိုး၏လွှမ်းမိုးမှုခံရသည့် genomic imprinting ကဲ့သို့သော ပုံမှန်လုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အရေးကြီးသောအခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။

၂။ ဟစ်စတုန်း ပြုပြင်မွမ်းမံခြင်း

ဆဲလ်နျူကလိယရှိ DNA သည် ရိုးရိုးရှင်းရှင်း ပြိုကွဲသွားခြင်းမဟုတ်ပါ။ ယင်းအစား၊ ၎င်းကို ခရိုမတင်ဖွဲ့စည်းရန် ဟစ်စတုန်းပရိုတိန်းများနှင့်အတူ ထုပ်ပိုးထားသည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် ပိုမိုတင်းကျပ်နိုင်သည် သို့မဟုတ် ပိုမိုလျော့ရဲနိုင်သည်။ ခရိုမတင်သည် တင်းကျပ်သောအခါ (ဟက်တီရိုခရိုမတင်)၊ မျိုးဗီဇများသည် ဝင်ရောက်ရလွယ်ကူပြီး ဖော်ပြရန် အခွင့်အလမ်းနည်းပါးသည်။ ခရိုမတင်သည် လျော့ရဲသောအခါ (ယူခရိုမတင်)၊ မျိုးဗီဇများသည် ပိုမိုဝင်ရောက်ရလွယ်ကူပြီး တက်ကြွရန် အခွင့်အလမ်းပိုများသည်။

ဟစ်စတုန်းများသည် အက်စီတိုင်းလေးရှင်း၊ မီသိုင်းလေးရှင်း၊ ဖော့စဖောရီလေးရှင်း နှင့် ယူဘီကွီတီနေးရှင်းကဲ့သို့သော ဓာတုပြုပြင်မွမ်းမံမှုအမျိုးမျိုးကို ပြုလုပ်နိုင်သည်။ အထူးသဖြင့် လိုင်စင်း အကြွင်းအကျန်များတွင် ဟစ်စတုန်း အက်စီတိုင်းလေးရှင်းသည် ခရိုမတင်ကို ပိုမိုပွင့်လင်းစေသောကြောင့် မျိုးရိုးဗီဇအသက်ဝင်မှုနှင့် ဆက်စပ်နေလေ့ရှိသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် ဟစ်စတုန်း မီသိုင်းလေးရှင်းသည် ထည့်သွင်းထားသော မီသိုင်းအုပ်စုများ၏ တည်နေရာနှင့် အရေအတွက်ပေါ် မူတည်၍ အသက်ဝင်ခြင်း သို့မဟုတ် ဖိနှိပ်ခြင်းကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ဤပြုပြင်မွမ်းမံမှုများ ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် မျိုးရိုးဗီဇဖော်ပြမှု၏ အခြေအနေကို ဆုံးဖြတ်ရန် ကူညီပေးသည့် "ဟစ်စတုန်းကုဒ်" ကို ဖွဲ့စည်းပေးသည်။

၃။ ကုဒ်မပါဝင်သော RNA

RNA အားလုံးကို ပရိုတင်းအဖြစ် မပြောင်းလဲပါ။ microRNA (miRNAs)၊ long non-coding RNAs (lncRNAs) နှင့် small interfering RNAs (siRNAs) အပါအဝင် non-coding RNA အများအပြားသည် မျိုးဗီဇထိန်းညှိမှုတွင် အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့် MicroRNA များသည် target mRNA များနှင့် တွယ်ကပ်နိုင်ပြီး ယိုယွင်းပျက်စီးခြင်း သို့မဟုတ် ဘာသာပြန်ခြင်းကို တားဆီးနိုင်သောကြောင့် ပရိုတင်းထုတ်လုပ်မှုကို လျော့ကျစေသည်။

ကုဒ်မပါဝင်သော RNA များသည် ဗီဇပြောင်းလဲမှုပရိုတိန်းဒြပ်ပေါင်းများကို ဂျီနုမ်းရှိ သတ်မှတ်ထားသောနေရာများသို့လည်း လမ်းညွှန်ပေးနိုင်ပြီး DNA မီသိုင်းလေးရှင်း သို့မဟုတ် ဟစ်စတုန်းပြုပြင်မွမ်းမံမှုများကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည်။ ဤနည်းအားဖြင့် ကုဒ်မပါဝင်သော RNA များသည် မျိုးဗီဇဖော်ပြမှု၏ သတ်မှတ်ထားသောအဆင့်များကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည့် အသေးစိတ်ချိန်ညှိထားသော ထိန်းချုပ်ကိရိယာများအဖြစ် လုပ်ဆောင်ကြသည်။

ဆဲလ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုနှင့် ကွဲပြားမှုတွင် အက်ပီဂျနက်တစ်

အက်ပီဂျနက်တစ်၏ အထင်ရှားဆုံး အခန်းကဏ္ဍများထဲမှ တစ်ခုမှာ သက်ရှိဖွံ့ဖြိုးမှုတွင် ဖြစ်သည်။ ဇိုင်ဂုတ်တစ်ခုသည် မတူညီသော ဆဲလ်အမျိုးအစားများအဖြစ် ဖွံ့ဖြိုးလာသည်နှင့်အမျှ ဆဲလ်တစ်ခုစီတွင် တူညီသော DNA ကို သယ်ဆောင်သော်လည်း ကွဲပြားသော မျိုးဗီဇဖော်ပြမှု ပရိုဂရမ်တစ်ခုရှိသည်။ ဤပရိုဂရမ်ကို အက်ပီဂျနက်တစ် အမှတ်အသားများမှတစ်ဆင့် တည်ထောင်ပြီး ထိန်းသိမ်းထားသည်။

ဥပမာအားဖြင့်၊ ပင်မဆဲလ်များတွင် ပွင့်လင်းသော ခရိုမတင် ရှိပြီး မျိုးဗီဇများစွာကို အသက်ဝင်စေသည်။ ၎င်းတို့ ကွဲပြားလာသည်နှင့်အမျှ၊ အက်ပီဂျနက်တစ်အမှတ်အသားများသည် အသက်ဝင်သော မျိုးဗီဇရွေးချယ်မှုကို ကျဉ်းမြောင်းစေပြီး ဆဲလ်များကို အထူးပြုဖြစ်လာစေသည်၊ ဥပမာ အသည်းဆဲလ်များက အဆိပ်အတောက်များကို အသက်ဝင်စေသော မျိုးဗီဇများ သို့မဟုတ် အင်ဆူလင်ထုတ်လုပ်သော မျိုးဗီဇများကို အသက်ဝင်စေသော ပန်ကရိယဆဲလ်များကဲ့သို့သော ဖြစ်သည်။

ဗီဇမျိုးရိုးဗီဇအပေါ် ပတ်ဝန်းကျင်၏ လွှမ်းမိုးမှု

မျိုးရိုးဗီဇ အပိုပညာသည် မျိုးရိုးဗီဇနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ကြား ကွာဟချက်ကို ပေါင်းကူးပေးသည်။ အာဟာရ၊ စိတ်ဖိစီးမှု၊ အဆိပ်အတောက်များနှင့် ထိတွေ့မှု၊ ဆေးလိပ်သောက်ခြင်း၊ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ လှုပ်ရှားမှုနှင့် အိပ်စက်မှုပုံစံကဲ့သို့သော အချက်များသည် မျိုးရိုးဗီဇ အပိုပညာကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ မီသိုင်းဒိုနာများအဖြစ် လုပ်ဆောင်သော အာဟာရဓာတ်အချို့ ချို့တဲ့ခြင်း (ဖောလိတ်နှင့် ဗီတာမင် B12 ကဲ့သို့) DNA မီသိုင်းလေးရှင်း ပုံစံများကို ထိခိုက်စေနိုင်သည်။

ညစ်ညမ်းပစ္စည်းများ သို့မဟုတ် ဓာတုပစ္စည်းများနှင့် ထိတွေ့ခြင်းသည် ဟစ်စတုန်းပြုပြင်မွမ်းမံမှုများနှင့် DNA မီသိုင်းလေးရှင်းတို့ကိုလည်း ပြောင်းလဲစေနိုင်ပြီး နောက်ဆုံးတွင် ရောဂါဖြစ်နိုင်ခြေကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ လူနေမှုပုံစံသည် မော်လီကျူးအဆင့်တွင် ပင် ရေရှည် ကျန်းမာရေးကို လွှမ်းမိုးနိုင်သည့် အကြောင်းရင်းတစ်ခုဖြစ်သည် ။

မျိုးရိုးဗီဇဆိုင်ရာ ဗီဇပြောင်းလဲမှုနှင့် ရောဂါ

မျိုးရိုးဗီဇ ထိန်းချုပ်မှု မညီမျှမှုများသည် ရောဂါအမျိုးမျိုးကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။ ကင်ဆာတွင် DNA မီသိုင်းလေးရှင်း ပုံစံများသည် မကြာခဏ ပြင်းထန်သော ပြောင်းလဲမှုများ ဖြစ်ပေါ်လေ့ရှိသည်။ အချို့သော အကျိတ် နှိမ်နင်းရေး မျိုးဗီဇများသည် ပရိုမိုတာ ဟိုက်ပါမီသိုင်းလေးရှင်းကြောင့် တိတ်ဆိတ်သွားနိုင်ပြီး ဆဲလ်များတွင် ကြီးထွားမှု ထိန်းချုပ်ရေး ယန္တရားများ ဆုံးရှုံးနိုင်သည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့် မျိုးဗီဇ၏ အခြားဒေသများသည် ဟိုက်ပိုမီသိုင်းလေးရှင်း ဖြစ်လာနိုင်ပြီး ခရိုမိုဆိုမ် မတည်ငြိမ်မှုကို ဖြစ်စေနိုင်သည်။

ကင်ဆာအပြင်၊ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှု နှောင့်ယှက်မှုသည် အယ်လ်ဇိုင်းမားနှင့် ပါကင်ဆန်ကဲ့သို့သော အာရုံကြောဆိုင်ရာရောဂါများ၊ အမျိုးအစား ၂ ဆီးချိုရောဂါကဲ့သို့သော ဇီဝဖြစ်စဉ်ဆိုင်ရာရောဂါများနှင့် ကိုယ်ခံအားစနစ်ချို့ယွင်းသောရောဂါများနှင့်လည်း ဆက်စပ်နေသည်။ Prader-Willi နှင့် Angelman syndrome ကဲ့သို့သော ဖွံ့ဖြိုးမှုဆိုင်ရာရောဂါအချို့ပင် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။

ကုထုံးပစ်မှတ်အဖြစ် အက်ပီဂျင်းနစ်

ဗီဇမျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သောကြောင့် ၎င်းတို့သည် ဆေးဝါးဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် ဆွဲဆောင်မှုရှိသောပစ်မှတ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ကင်ဆာကုထုံးများစွာသည် DNMT inhibitors နှင့် HDAC inhibitors ကဲ့သို့သော DNA methylation သို့မဟုတ် histone deacetylation တွင်ပါဝင်သော အင်ဇိုင်းများ၏ inhibitors များကို အသုံးပြုပြီးဖြစ်သည်။ ဤဆေးဝါးများသည် tumor suppressor မျိုးဗီဇများအပါအဝင် တိတ်ဆိတ်နေသော မျိုးဗီဇများ၏ expression ကို ပြန်လည်အသက်သွင်းနိုင်သည်။

သို့သော် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများသည် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများကို တစ်ပြိုင်နက်တည်း မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုများ ဖြစ်ပေါ်နိုင်သောကြောင့် မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုကုထုံးသည် စိန်ခေါ်မှုများကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ ပစ်မှတ်ထားသော အကျိုးသက်ရောက်မှုများ ရရှိရန်နှင့် ဘေးထွက်ဆိုးကျိုးများကို လျှော့ချရန်အတွက် ပိုမိုတိကျသော ဗျူဟာများ လိုအပ်ပါသည်။ CRISPR-based epigenome editing ကဲ့သို့သော နည်းပညာများ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာခြင်းသည် DNA ကို မဖြတ်တောက်ဘဲ သတ်မှတ်ထားသော မျိုးရိုးဗီဇတည်နေရာများရှိ မျိုးရိုးဗီဇအမှတ်အသားများကို ပြောင်းလဲရန် အခွင့်အလမ်းများကို ဖွင့်လှစ်ပေးလာပါသည်။

အမွေဆက်ခံမှုတွင် Epigenetics

စိတ်ဝင်စားစရာကောင်းတဲ့ မေးခွန်းတစ်ခုကတော့ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုတွေဟာ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှုတွေကို အမွေဆက်ခံလို့ရမရပါပဲ။ သက်ရှိအချို့မှာ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှု အမှတ်အသားအချို့ဟာ မျိုးဆက်တစ်လျှောက် ဆက်လက်တည်ရှိနေနိုင်ပါတယ်။ လူသားတွေမှာ မျိုးရိုးဗီဇပြောင်းလဲမှု အမှတ်အသားအများစုဟာ ဂမိတ်ဖွဲ့စည်းချိန်နဲ့ အစောပိုင်းသန္ဓေသားဖွံ့ဖြိုးမှုအတွင်းမှာ "ပြန်လည်သတ်မှတ်" ခံရပါတယ်။ ဒါပေမယ့် ရှုပ်ထွေးတဲ့ ယန္တရားတွေကတစ်ဆင့် အမွေဆက်ခံနိုင်တယ်ဆိုတဲ့ ညွှန်ပြချက်တွေ ရှိပါတယ်၊ ဒါပေမယ့် ဒါဟာ သုတေသနလုပ်ငန်းတစ်ခုအနေနဲ့ တက်ကြွစွာ လုပ်ဆောင်နေဆဲပါ။

နိဂုံး

အက်ပီဂျနက်တစ်သည် မျိုးရိုးဗီဇထိန်းညှိမှုတွင် အဓိကအစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းသည် မျိုးရိုးဗီဇအစီအစဥ်ကို မပြောင်းလဲဘဲ DNA ဝင်ရောက်ခွင့်နှင့် မျိုးရိုးဗီဇဖော်ပြမှုအဆင့်များကို ဆုံးဖြတ်ပေးသောကြောင့်ဖြစ်သည်။ DNA မီသိုင်းလေးရှင်း၊ ဟစ်စတုန်းပြုပြင်မွမ်းမံမှုများနှင့် non-coding RNA များမှတစ်ဆင့် ဆဲလ်များသည် ဖွံ့ဖြိုးမှုလိုအပ်ချက်များနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်တုံ့ပြန်မှုများအလိုက် မျိုးရိုးဗီဇလုပ်ဆောင်ချက်ကို ပြောင်းလဲထိန်းညှိနိုင်သည်။ အက်ပီဂျနက်တစ်ကို နားလည်ခြင်းသည် ဆဲလ်ကွဲပြားမှု၊ ကျန်းမာရေးအပေါ် လူနေမှုပုံစံ၏ လွှမ်းမိုးမှုနှင့် ရောဂါအမျိုးမျိုး၏ မူလအစကို ရှင်းပြရန် ကူညီပေးသည်။ ထို့အပြင်၊ အက်ပီဂျနက်တစ်သည် ၎င်း၏ ပြောင်းပြန်လှန်နိုင်သော သဘောသဘာဝကြောင့် ဆေးပညာတွင် သိသာထင်ရှားသော အခွင့်အလမ်းများကို ပေးဆောင်သည်။ ဆက်လက်သုတေသနပြုခြင်းဖြင့် အက်ပီဂျနက်တစ်သည် အနာဂတ်တွင် ပိုမိုတိကျပြီး စိတ်ကြိုက်ကုသမှုများအတွက် အရေးကြီးသော အုတ်မြစ်ဖြစ်လာနိုင်သည့် အလားအလာရှိသည်။