Нагрузка на гены: Упражнения для метилирования

Работа генома человека зависит не только от его наследственности. Все новые исследования показывают, как гибко способен реагировать он на условия и обстоятельства жизни. Буквально недавно мы узнали, что гены реагируют на процедуры массажа — а теперь новая работа, проведенная группой профессора Джулин Зират (Juleen Zierath) продемонстрировала, что серьезным эффектом обладают и спортивные упражнения. Удивительно, но эффект этот проявляется буквально в считаные минуты.

Само собой, непосредственно генетический код остается нетронутым. Однако ДНК в мускульных клетках претерпевает химические и структурные модификации метилирования. По мнению ученых, такие эпигенетические модификации, затрагивающие лишь строго определенные участки ДНК, являются одним из важнейших позитивных эффектов от физических нагрузок.

«Наш организм удивительно пластичен, — говорит Джулин Зират, — Мы часто говорим: "Мы — то, что мы едим". А мускулы адаптируются к тому, что приходится делать им. Если мы их не используем, мы их теряем. И этот механизм модификации — один из путей, которыми это происходит».

Ученым удалось показать, что ДНК, пробы которой были взяты из клеток скелетных мышц людей после физических упражнений, содержит меньше метильных групп, чем у людей, давно не занимавшихся спортом. Метилирование активно охватывает участки, служащие местами для связывания белков-факторов транскрипции, которые регулируют активность определенных генов, обеспечивая ее повышение или, наоборот, понижение. Внедрение метильных групп, как появление замка на двери, мешает связыванию факторов транскрипции и не позволяет им стимулировать производство белка, кодируемого связанными генами. А процесс удаления метильных групп запускается уже спустя минуты после начала упражнений.

Аналогичную потерю метильных групп авторам удалось продемонстрировать и in vitro

, т. е. «в пробирке», с использованием выделенной культуры клеток мышц, которые искусственно заставляли сокращаться. Интересно, что аналогичному эффекту приводило и воздействие кофеина: как и упражнения, кофеин стимулирует выброс клеткой ионов кальция, что, возможно, и запускает де-метилирование. Впрочем, авторы никому не рекомендуют пить больше кофе вместо занятий спортом: прочими достоинствами физических нагрузок он не может похвастаться.

По пресс-релизу Karolinska Institutet