L'épigénétique est l'un des domaines de recherche les plus passionnants. Si l'on pensait autrefois que tout était dans les gènes, on sait aujourd'hui que seuls 20 % environ sont directement hérités et que les 80 % restants de notre durée de vie sont déterminés par les modifications épigénétiques.
L'adulte moyen est constitué du nombre immense d'environ 100 000 000 000 de cellules. A quelques exceptions près, comme les globules rouges matures, toutes ces cellules possèdent un noyau dans lequel se trouve le génome humain. Nous connaissons déjà ce terme depuis le premier Hallmark of Aging - l' instabilité génomique. En conséquence, le génome est un terme qui désigne de manière simplifiée l'ensemble des informations héréditaires d'un individu. Il s'agit des informations nécessaires à la fabrication des protéines qui contribuent à déterminer et à modifier l'apparence du corps.
Et que fait l'épigénétique maintenant ? Pour simplifier, l'épigénétique détermine quelle information est lue ou non. Nous te montrons ici les effets que l'épigénétique peut avoir et le rapport entre les modifications épigénétiques et l'âge.
Que fait l'épigénétique?
Chaque cellule contient une seule et même information génétique. Comment se fait-il alors que certaines cellules deviennent des cellules musculaires et d'autres des cellules cutanées ? La réponse est cachée dans le noyau cellulaire.
En effet, les êtres humains ne possèdent pas seulement un génome, mais aussi un épigénome. L'épigénome est un ensemble de modifications chimiques de l'ADN qui fonctionne pratiquement comme un interrupteur. De nombreux gènes possèdent un tel interrupteur. Si l'interrupteur est ON, le gène est "exprimé", c'est-à-dire que le plan de construction est mis en œuvre et que la protéine souhaitée est ainsi produite. Si le gène est éteint (OFF), il est considéré comme muet et aucune protéine n'est produite.
Pour mieux illustrer, peut-être. Imagine que ton ADN soit le texte d'un livre. Mais tu ne lis jamais le livre en entier, car il est beaucoup trop grand, mais seulement des paragraphes. Pour que tu puisses te souvenir des paragraphes que tu veux lire, tu as collé des petits post-it au début et à la fin du passage de texte. Ces post-it sont tes marqueurs épigénétiques.
En termes chimiques, ce sont des sites méthylés sur ton ADN. Ils ne modifient pas ton ADN en soi, mais déterminent quelles parties sont lues - et lesquelles ne le sont pas. Pour rendre les choses encore plus compliquées, Les sections de texte changent au cours de ta vie. Parfois, on lit des passages d'un chapitre et parfois des passages d'un autre chapitre. Et cela dépend aussi de la cellule que tu considères.
Sais-tu? L'épigénétique est utilisée pour mesurer le âge biologique . A l'aide de protéines dans les cellules de tes joues et d'algorithmes modernes, il est désormais possible de calculer assez précisément l'âge d'une cellule du corps par rapport à son âge chronologique. C'est précisément cette technique qui est utilisée dans notre testEpiproteomics .
La diversité des gènes
Chaque gène contient le plan de construction d'une ou plusieurs protéines. Cela est rendu possible par un processus appelé " épissage alternatif". Cela signifie que toute l'information sur un gène n'est pas toujours lue ou utilisée, mais seulement des parties pour certaines protéines.
En conséquence, le nombre de protéines dépasse nettement le nombre de gènes : si la science part aujourd'hui de 20.000 à 25.000 gènes humains , le nombre de protéines chez l'homme est estimé entre 80.000 et 400.000 . Il est actuellement difficile d'être plus précis, car la recherche est encore loin d'avoir décodé toutes les protéines.
Ce qui va certainement aider, c'est un développement révolutionnaire de la société DeepMind, qui a mis au point un logiciel capable de prédire la structure 3D des protéines à l'aide d'un réseau neuronal appelé AlphaFold.
Le rôle de la fixation épigénétique
Le rôle de la fixation épigénétique
L'épigénétique, également appelée fixation épigénétique ou empreinte épigénétique, est la raison, pour laquelle différents types de cellules se développent à partir de cellules ayant les mêmes conditions. Elles ont toutes le même génome, mais des épigénomes différents qui leur indiquent quelles protéines doivent être produites et quel type de cellules elles doivent être en fin de compte.
En outre, l'épigénétique est en partie héréditaire, du moins selon l'état actuel de la recherche. La recherche sur l'épigénétique est encore un domaine assez jeune, mais il y a déjà quelques résultats passionnants.
Le saviez-vous ? Après avoir découvert que les modifications épigénétiques nous permettent de connaître notre âge biologique, il reste à savoir comment nous pouvons l'influencer. Outre le sport et le jeûne il existe également quelques molécules qui peuvent nous aider à réduire notre âge biologique. Le phacétoglutarate de calcium (Ca-AKG)est en tête de liste. Dans des études humaines, il a permis de réduire l'âge biologique de jusqu'à 7 ans! De plus, il contribue à la formation des muscles et des os et soutient nos mitochondries.
L'association avec le calcium assure une meilleure biodisponibilité de l'AKG dans l'organisme.
L'épigénétique est-elle en partie responsable de l'épidémie d'obésité ?
Selon les chiffres de l'OMS, le taux de personnes en surpoids a triplé depuis 1975. Dans le monde, 1,9 milliard de personnes seraient en surpoids en 2016
L'obésité, en particulier l'obésité sévère avec un taux élevé de graisse viscérale, représente un risque pour de nombreuses maladies liées à l'âge, comme le diabète sucré et les maladies cardiovasculaires.
Mais d'où vient cette forte augmentation de l'obésité ? Une grande partie est due à de mauvaises habitudes alimentaires et à un manque d'activité physique, mais l'épigénétique a aussi son rôle à jouer ici .
De nombreuses expériences menées sur des animaux permettent de conclure que les enfants nés de parents obèses reçoivent des modèles épigénétiques qui les prédisposent à prendre plus de poids plus rapidement. Le point important de ces expériences était le suivant: Ce n'est souvent pas la génétique qui est héritée, mais le modèle épigénétique hérité.
La bonne nouvelle ici, cependant, est que ce schéma peut être brisé enz.B . remplaçant, par une bonne alimentation, les marqueurs épigénétiques nocifs par de nouveaux, plus bénéfiques. Mais des recherches supplémentaires doivent encore être menées pour savoir exactement à quoi cela peut ressembler chez les humains.
Modifications épigénétiques et vieillissement
L'épigénome, contrairement à la matrice d'ADN rigide du génome, évolue tout au long de la vie. Des changements se produisent par exemple au cours du développement physiologique, mais des facteurs environnementaux comme le stress, la maladie ou l'alimentation ont également un impact et tous les changements ne sont pas pour le mieux .
Différentes institutions de l'épigénétique provoquent les changements. Cette complexité est aussi la raison pour laquelle nous ne nous intéressons, à titre d'exemple, qu'à un seul mécanisme épigénétique, mais très important : la méthylation de l'ADN.
Ce mot étranger désigne le transfert de molécules chimiques spéciales, les groupes méthyle, sur l'ADN. Pour des raisons de clarté, nous laissons de côté les autres subtilités chimiques. La fixation de ces groupes chimiques modifie l'architecture de l'ADN. Alors que dans la construction d'une maison, la stabilité en souffre, dans l'ADN, la lecture des protéines n'est plus possible que modifiée. Pour reprendre notre analogie du début. Les méthylations de l'ADN sont les post-it colorés qui te disent si tu veux lire ou non le texte qui se trouve derrière .
Les réactions chimiques dans le corps, et donc aussi le transfert de groupes méthyle, nécessitent en général la présence d'enzymes, car celles-ci créent les conditions optimales. En conséquence, des enzymes sont également nécessaires ici, les dites ADN méthyltransférases (enzymes qui transfèrent les groupes méthyle sur l'ADN). Quel est le rapport entre cet input tout de même assez compliqué et le vieillissement?
Des études récentes ont montré que au fil du temps, de plus en plus de groupes méthyle se lient à l'ADN . Les modifications épigénétiques augmentent donc avec l'âge, ce dont profite l'horloge Horvath .
Progeria et méthylation de l'ADN
Rappelons-le : la progérie est un groupe de maladies dont la vitesse de vieillissement est augmentée de manière flagrante (jusqu'à 10 fois). Il est par exemple possible qu'une fillette de 10 ans atteinte de progéria ait un âge biologique de 70 ans. Tu trouveras plus de détails sur les progéries dans le premier hallmark of aging, l' instabilité génomique .
Les chercheurs ont trouvé chez ces personnes et chez des souris également touchées des schémas de méthylation en grande partie similaires à ceux des personnes saines à un âge avancé. Un lien entre la méthylation de l'ADN et l'âge est donc déjà présent. Il reste encore à prouver expérimentalement que la durée de vie de l'organisme peut être prolongée en modifiant les modèles de méthylation de l'ADN.
DNA-Methylierung
Modifications épigénétiques - Perspectives
Contrairement aux mutations de l'ADN, les modifications épigénétiques sont réversibles. Sur la base de ce fait, des possibilités s'ouvrent pour le développement de nouveaux traitements de longévité. L'ensemble des preuves scientifiques actuelles suggère que la compréhension et la manipulation de l'épigénome sont prometteuses pour l'amélioration des pathologies liées à l'âge. L'allongement de la durée de vie en bonne santé y est indissociable.
Si l'on considère l'énorme complexité de l'épigénétique d'une part et l'état actuel de la recherche d'autre part, on constate toutefois que les efforts, notamment en ce qui concerne l'homme, n'en sont qu'à leurs débuts . Les années et les décennies à venir montreront dans quelle mesure il sera possible d'en tirer des points de départ solides pour l'anti-âge et la prévention. Après tout, la recherche n'est pas une voie à sens unique vers le succès - mais certainement une voie vers la compréhension et l'information.
Le prochain article de cette série portera sur la quatrième caractéristique du vieillissement : La perte de la protéostasie .
