Tag Archives: генетический анализ

Лучше сорок раз по разу

интенсивные упраженияШведские ученые из Университета в Лунде пригласили два десятка мужчин, с небольшим ожирением, среднего возраста в 37 лет, которые прежде не увлекались физическими упражнениями, принять участие в исследовании. Им полагалось посещать занятия аэробными упражнениями 3 раза в неделю в течение 6 месяцев. В реальности, в среднем, мужчины посетили зал 1,8 раз в неделю, или по 42,8  часовых сессий вместо запланированного. Это нормально.

До начала курса и по его завершении у мужчин взяли материалы для генетического анализа. Ученые смотрели на эпигенетические изменения в жировых клетках: 480 000 позиций генома были исследованы, и обнаружены 17,975 индивидуальных CpG позиций в 7,663 генах (из 20000-25000 генов всего). Среди этих  17,975 позиций, 16,470 увеличили и 1,505 уменьшили уровень метилирования ДНК. Особое внимание уделялось изменениям в генах, известных своей вовлеченностью в диабете второго типа и ожирения. Фактически упражнения изменили инструкции организма по хранению жира в жировых клетках.

Это, в общем-то, предсказуемо, хотя подобных исследований эпигенетических изменений в жировых клетках еще не проводилось. Никто не спорит, что человеческий организм настроен на движение, и сидячий образ жизни меняет его работу в худшую сторону, в целом, отражаясь в экспрессии генов. Тысячи исследований подобного  рода уже проведены, и тысячи будут, и понятно, что такие феномены следует ожидать.

Они не задали вопрос, к сожалению, сколько по времени надо заниматься и в какой интенсивности, чтобы метаболизм работал максимально эффективно, и эти позитивные изменения оставались с человеком? Сколько нужно заниматься упражнениями, догадаться можно – всю жизнь.

Часовые упражнения в спортзале не являются необходимыми и существенными для изменений – это социальный конструкт, определяемый бизнесом, а не биологией. Зачем они растянули все это на полгода, если уже известно, что эпигенетические изменения происходят быстро? Было бы куда интереснее, если бы они проверили еще раз все свои находки через месяц и полгода после окончания занятий (они проверили через более чем двое суток).

Их коллеги, в том числе из Каролинского института в Швеции, в 2012 году опубликовали исследование (Barrès, et al., 2012) как всего лишь одна интенсивная тренировка на велотренажере, которая заканчивалась по расходованию человеком 400 Ккал, но не более 20 минут, приводила к эпигенетическим изменениям в мускульной ткани. Образец такой ткани брался до начала, сразу после окончания тренировки и через три часа после нее.

Прямое сравнение изменений невозможно, но исследователи также следили за изменениями в генах, связанных с диабетом 2 типа. Одна такая тренировка приводила к изменениям в организме, благотворно влияющим на здоровье и снижение риска многих заболеваний.

Одновременно, в пробирке, исследователи смотрели, как меняется экспрессия генов ткани мыши под воздействием кофеина. Кофеин мимикрирует некоторые изменения в экспрессии генов, характерные для изменений под влиянием физических упражнений.

Резюме такое: интенсивные упражнения приводят к эпигенетическим изменениям, и эти изменения происходят гораздо быстрее, чем предполагалось. Действительно, кофеин приводит к аналогичным (но не совсем) результатам. Эти изменения – транзитивные, и, вероятно, большая их часть исчезает в течение нескольких часов иди дней. Интересно было бы узнать, какие изменения остаются надолго, даже навсегда.

Итак, позитивные изменения, которые человек может достичь, позанимавшись в спортзале 1 час, или 15 минут, или выпив чашку кофе – аналогичны по сути. Не стоит, конечно, заменять физические упражнения кофе, хотя возможно, от совместного применения может создаваться синергетический эффект.

PS. Есть ряд исследований, показавших, что даже 20 секундные интенсивные упражнения производят аналогичные эпигенетические изменения. Вот их интересно было бы сравнить, чтобы понять, стоит ли упражняться даже 15 минут.

Rönn T, Volkov P, Davegårdh C, Dayeh T, Hall E, et al. (2013) A Six Months Exercise Intervention Influences the Genome-wide DNA Methylation Pattern in Human Adipose Tissue. PLoS Genet 9(6): e1003572. doi:10.1371/journal.pgen.1003572.

Barrès, R., Yan, J., Egan, B., Treebak, Jonas T., Rasmussen, M., Fritz, T., . . . Zierath, Juleen R. (2012). Acute Exercise Remodels Promoter Methylation in Human Skeletal Muscle. Cell metabolism, 15(3), 405-411.


Наши микробы

МикробыНемецкая фирма EMBL Heidelberg, запустила проект my.microbes, цель которого координировать широкомасштабное исследование бактерий, населяющих наш кишечник.

Каждый человек приглашается стать участником, и для этого надо выслать образец кала, заплатив за генетический анализ в районе 1,500 Евро. Вообще, сама идея послать свою какашку в Германию может показаться кому-то привлекательной, если бы не цена такого поступка. Может быть, понимая это, фирма сделала путь непрямым – сначала образец отправляется в Париж, для экстракции ДНК одного рабочего материала, а затем уже в Германию, для дальнейшей работы. Шутки в сторону, исследование обещает быть весьма интересным.

Группа ученых, стоящих за этой некоммерческой компанией, ранее в текущем году, опубликовала исследование (Arumugam et al., 2011), утверждающее, что по генетике населяющих нас бактерий люди делятся на три категории или энтеротипа. Эти энтеротипы не зависят от континента проживания человека или его национальности. Вы слышали такую “мудрость”, о том, что надо есть только то, что растет локально, в месте, где вы родились (или живете – вариации бывают разные), и не зариться на чужеземные кушанья и плоды. Ну, это, как видите, не совсем так. Возраст, вес человека, пол также не имеют ассоциации с определенным энтеротипом. Однако некоторые гены микробов коррелируют и с весом человека, и с возрастом, и поэтому могут служить когда-нибудь в диагностических целях. А уже сегодня, команда нашла связи между специфическими генетическими маркерами бактерий кишечника с ожирением и другими заболеваниями. Энтеротип человека проявляется в разной реакции на еду, лекарства и диеты.

Микробы, живущие в человекеПроект позволит узнать гораздо больше этого – участники смогут контактировать друг с другом, и если их энтеротипы совпадают, и они могут узнать, что общего между ними, делиться советами по здоровью и питанию.

Если мы сравним (Jones, 2011) цены такого анализа с генетическим анализом компаний 23andme.com, то возникает вопрос – почему так дорого? Это связано с масштабами исследования – слишком мало изначально участников (у 23andme.com была хорошая подготовительная работа, да и тема узнать свое происхождение и родственные связи весьма актуальна для многих), а также с объемами работ – геном микробов содержит около 5 миллиардов символов ДНК, а человеческий геном – “всего” 3,3 миллиарда.

Пока судьба проекта зависит от людей, говорят исследователи – требуется около 5000 человек, чтобы это начало обретать смысл. Хотелось бы, чтобы у них все получилось. Однако, судьба проекта, на мой взгляд, зависит, прежде всего, от них – им бы стоило браться за это более реалистично, собрать денег у спонсоров и снизить стоимость участия, а то вон: сам анализ стоит 1451 Евро, плюс доставка образца в Париж из Москвы обойдется, через их курьера, в 950 Евро! Это, конечно, говорит лишний раз о жадности почтовых служб, но мне, как пользователю, это уж совсем не нравится. 23andme.com, при своем запуске, оплачивала пересылку, и это было привлекательно.

И все же – если есть возможность – участвуйте! my.microbesArumugam, M., Raes, J., Pelletier, E., Le Paslier, D., Yamada, T., Mende, D. R., Fernandes, G. R., Tap, J., Bruls, T., Batto, J.-M., Bertalan, M., Borruel, N., Casellas, F., Fernandez, L., Gautier, L., Hansen, T., Hattori, M., Hayashi, T., Kleerebezem, M., Kurokawa, K., Leclerc, M., Levenez, F., Manichanh, C., Nielsen, H. B., Nielsen, T., Pons, N., Poulain, J., Qin, J., Sicheritz-Ponten, T., Tims, S., Torrents, D., Ugarte, E., Zoetendal, E. G., Wang, J., Guarner, F., Pedersen, O., de Vos, W. M., Brunak, S., Dore, J., Weissenbach, J., Ehrlich, S. D., & Bork, P. (2011). Enterotypes of the human gut microbiome. Nature, 473(7346), 174-180. Doi:10.1038/nature09944.

Jones, N. (2011). Social network wants to sequence your gut. Nature, Published online 8 September 2011. doi:10.1038/news.2011.523.


Генетика – просто плюнь

Набор для забора материала для генетического анализа 23andme.comУже около трех лет я пользуюсь сервисом компании 23andme.com, и очень доволен. Помимо интересных находок своего происхождения, сервис постоянно добавляет новые результаты исследований в отношении заболеваний, предрасполженностей и характеристик человека. Узнаешь много интересного и хорошего, и не очень. Но лучше знать некоторые гадости, которые с большой вероятностью могут случиться именно с тобой, чем находиться в игноре.

Но цель этого поста – не распинаться об информативности персональных генетических знаний, и нашего отношения к таким знаниям, а поделиться купоном. Компания скинула купон на 50 долларов скидки для друзей и знакомых. Coupon code: BG6HQY. Купон действителен до 9 августа. Действителен на бесконечное количество людей. Мне с этого ничего не перепадает, если это важно кому-то. Ну, и кстати, если есть пользователи этого сервиса, пишите инвайты, обменяемся данными.


Дух предков

Старые фотографии предковКто были ваши родичи? Гордитесь ли вы ими? И почему вас это волнует?

Почему мы думаем о наших далеких родичах, ищем о них информацию, гордимся тем, чего они достигли? Люди тратят солидные деньги, чтобы построить свои генеалогические деревья, и узнать, откуда они произошли. Я и сам, например, когда сделал свой генетический анализ, посмотрел и на свое происхождение: материнская хаплогруппа – К1, отцовская хаплогруппа – R1a1a. И что с того?

Некоторые люди полагают, что, поскольку они – родственники какого-то значимого персонажа в прошлом, это делает их более значимыми, чем есть на самом деле. А вдруг это действительно дает нам какие-то психологические ресурсы, которые позволяют нам лучше функционировать?

Когда мы думаем о том, что нашим предкам пришлось пережить, через какие трудности и тяготы пройти, какой ценой заплатить за то, чтобы мы жили лучше, чем они, мы начинаем думать о своих проблемах гораздо позитивнее.

Психологи из Австрии и Германии (Fischer et al., 2010) выдвинули гипотезу, что именно так может происходить улучшение способности решать проблемы. В первом эксперименте студенты из Университета Кельна, в Германии, были разделены на три группы. Одна группа получила инструкцию подумать о своих предках, живших в 15 веке. Инструкция выглядела таким образом:

Пожалуйста, подумайте о своих предках, живших в 15 веке, о своих пра-пра-пра-пра-пра… предках. Представьте, чем они занимались в свое время, как они жили, какие у них были профессии, сколько у них было детей и так далее. Также представьте, что бы ваш предок сказал бы вам сегодня, если бы вы могли встретиться. Думайте обо всем этом, до тех пор, пока экспериментатор не подаст вам знак остановиться.

Вторая группа получила точно такую же инструкцию, только фраза о “своих предках, живших в 15 веке” была заменена на “о своих прапрародителях”. Контрольной группе предложили подумать о последнем визите супермаркета. Во всех случаях участники эксперимента думали на протяжении 5 минут. А затем всем задали следующие вопросы, на которые они должны были выставить оценку от 0 до 10. Поскольку участниками эксперимента были студенты психологии, то вопросы касались, в том числе, и их учебы.

Как хорошо, по вашему мнению, вы сдадите финальный экзамен своего обучения?
Как хорошо, по вашему мнению, вы вообще будете учиться?
Вы думаете, вы достигните целей своей карьеры?
Насколько, как вы думаете, вы контролируете свою судьбу?

Оказалось, что те, кто думал о своих предках (а разницы между прапрадедами и предками 15 века не выявилось), полагали, что с учебой у них все будет хорошо, и думали, что они более контролируют свою жизнь, чем те, кто думал о походе в супермаркет. Выяснив это, исследователи пошли дальше и во втором эксперименте людей просили нарисовать фамильное дерево,  а в контрольном условии – подумать о последнем походе в супермаркет. Также как и ранее, на задания давалось 5 минут. После этого все выполняли задачу на измерение интеллектуальных способностей  – на поиск аналогий. Зависимой переменной (что измерялось) являлось количество правильных ответов на этот тест. Замеряли и сами попытки решить задачи, вне зависимости от правильности. Кроме этого, измерялось чувство контроля следующими оценками по шкале от 0 до 10:

У меня полный контроль над своей жизнью.
У меня полный контроль над моей профессиональной карьерой.
Я контролирую все плохое, что происходит в моей жизни.
Я контролирую все хорошее, что происходит в моей жизни.

Результаты показали, что люди, нарисовавшие свое генеалогическое дерево, чуть-чуть, но статистически значимо, больше произвели правильных ответов. Значительно больше они пытались решить задачи. Они также полагали, что контроля в жизни у них значительно больше.

И еще одно исследование – теперь участникам предлагалось подумать либо а) о друзьях, б) о родичах, живших в 15 веке, или в) о родственниках, поныне живущих. И опять, как и в первом эксперименте, никакой существенной разницы между родственниками, живыми либо почившими столетия назад в оценке контроля над своей жизнью или качеством решения интеллектуальных задач выявлено не было. Зато куда превосходило показатели тех, кто думал о друзьях. Дизайн этого эксперимента ставил целью проверить, не возникает ли эффект как реакция на людей, которые нам нравятся. Мне было очень интересно узнать о существенной разнице в результатах между родственниками и друзьями. Воистину, каков бы ни был вам друг, родная кровь все таки существенно отлична в своих проявлениях.

А что, если мы думаем о родственниках не очень хорошо? Психологи предложили людям подумать и об этом: в одном случае, об их родственниках (в половине случаях – о положительных качествах, и в половине – об отрицательных), и точно также о себе самом.  В результате, по итогам интеллектуальных тестов, родственники “победили” всех остальных – причем независимо от того, думали о них хорошо или плохо.

Напоминание нам о родственниках несет позитивный психологический эффект. Этот эффект не зависит ни о того, видели ли мы этого родственника, или нет, жил ли он триста либо двадцать лет назад,  думаем мы о нем хорошо, или нет. Эффект проявляется в улучшении интеллектуальных способностей, что было показано в этих экспериментах. Остается еще выяснить, каков эффект в других сферах – в области творческого мышления, социального поведения, принятия решений, и других.

Как мы можем это практически применить? В условиях, когда требуется лучшее интеллектуальное функционирование – при решении каких-то задач, на экзаменах, при стрессе, в ситуациях, когда мы не очень уверенны и других, аналогичных случаях – надо подумать о нашем дедушке или бабушке.

Fischer, P., Sauer, A., Vogrincic, C., & Weisweiler, S. (2010). The ancestor effect: Thinking about our genetic origin enhances intellectual performance. European Journal of Social Psychology.

Фото с сайта The Lost Passport Photo Gallery.