Клітинна основа життя
Клітинна основа життя може здатися очевидною в сучасну епоху біології, але до розвитку перших мікроскопів на початку дев’ятнадцятого століття це могло бути тільки питанням спекуляцій. Розмір типовою людської клітини приблизно в п’ять разів менше, ніж все, що ми можемо бачити неозброєним оком. Тому прогрес у нашому розумінні внутрішньої роботи структурних одиниць, включаючи клітинну патофізіологію, йде рука об руку з досягненнями у технологіях цього наукового напряму, доступних для візуалізації та вивчення їх.
Біологія хромосом
При нинішньому хвилюванні навколо області геноміки легко забути, що гени – це просто короткі ділянки ДНК і частина набагато більш великих структур, які називаються хромосомами. Останні складаються з хроматин-хитромудрих ниток ДНК, обгорнутих навколо білків, званих гистонами, і тепер, як відомо, відіграють не менш важливу роль у визначенні того, як організми розвиваються, функціонують і залишаються здоровими.
Епігенетика, буквально «вище генетики», – це науковий напрям, який займається вивченням змін навколишнього середовища в геномі, вище тих, які можуть виникати на рівні нашої ДНК. Ці коливання в активності генів включають модифікації елементів, що оточують їх, такі як білки гістонів, або модифікацію транскрипційних елементів, які контролюють експресію гена. На відміну від змін ДНК, епігенетичні коливання зазвичай специфічні для генерації.
Іншими словами, епігенетичні зміни зазвичай не передаються від батьків до дитини. Це відносно новий напрямок наукових досліджень змінило наше розуміння як нормальних процесів розвитку, так і хвороб, і в даний час впливає на прогрес наступного покоління методів лікування. Вивчаються різні області, серед яких:
- Ожиріння. Епігенетичні зміни в нашому геномі вже давно підозрюються в ролі складних захворювань людини, таких як відкладання жирової тканини. Новий науковий напрям займається дослідженням того, яким чином фактори навколишнього середовища можуть впливати на розвиток захворювання.
- Клінічні випробування і розробка ліків. Вивчається роль епігенетичних протиракових методів лікування на різних пухлинах, в надії на те, що вони зможуть націлитися і «перепрограмувати» аномальні клітини, а не вбивати як ракові, так і нормальні структурні одиниці, як в стандартній хіміотерапії.
- Охорону здоров’я. Дієта і вплив хімічних речовин на всіх етапах розвитку можуть викликати епігенетичні зміни, які здатні включати або відключати певні гени. Вчені досліджують, як ці елементи негативно впливають на населення в цілому.
- Поведінкова наука. Епігенетичні зміни пов’язані з багатьма захворюваннями, включаючи наркоманію та алкогольну залежність. Розуміння того, як фактори навколишнього середовища змінюють геном, може прояснити нові шляхи лікування психологічних розладів.
