Ученые рассказали, как физическая активность может изменить генетику

Новое исследование близнецов открыло необычный эффект от упражнений.

Исследование Университета штата Вашингтон, опубликованное в журнале Scientific Reports, показало, что более физически активные братья и сестры в однояйцевых близнецовых парах имели меньше признаков метаболических заболеваний, измеряемых размером талии и индексом массы тела. Это также коррелирует с различиями в их эпигеномах, молекулярных процессах, происходящих вокруг ДНК и не зависящих от последовательности ДНК, но влияющих на экспрессию генов. У более активных близнецов были эпигенетические метки, связанные со сниженным метаболическим синдромом, состоянием, которое может привести к сердечным заболеваниям, инсульту и диабету 2 типа.

Поскольку однояйцевые близнецы имеют одинаковую генетику, исследование предполагает, что маркеры метаболических заболеваний сильно зависят от того, как человек взаимодействует с окружающей средой, а не только от унаследованной генетики.

«Результаты показывают молекулярный механизм связи между физической активностью и нарушением обмена веществ», - рассказал автор исследования, биолог WSU Майкл Скиннер. «Известно, что физические упражнения снижают предрасположенность к ожирению, но теперь похоже, что физические упражнения с помощью эпигенетики влияют на многие типы клеток, многие из которых вовлечены в метаболические заболевания», - добавил ученый.

Исследователи собрали щёчные мазки 70 пар однояйцевых близнецов, которые также участвовали в исследовании упражнений через реестр близнецов штата Вашингтон. Команда во главе с профессором WSU Гленном Дунканом, собирала данные о близнецах в несколько разных с 2012 по 2019 год. Они использовали фитнес-трекеры для измерения физической активности и измеряли талию участников и индексы массы тела. Близнецы также ответили на вопросы об образе жизни и районе проживания.

Многие из пар близнецов оказались дискордантными, то есть отличались друг от друга по показателям физической активности. Проведенный лабораторией Скиннера анализ клеток в мазках из щек несогласных близнецов также выявил эпигенетические различия. У близнеца в дискордантной паре с высоким уровнем физической активности, определяемой как более 150 минут упражнений в неделю, были эпигенетические изменения в областях, называемых областями метилирования ДНК, которые коррелировали со сниженным индексом массы тела и окружностью талии. Эти области также связаны с более чем пятьюдесятью генами, которые уже идентифицированы как специфичные для активной физической активности и метаболических факторов риска.

Ученые ранее отмечали, что у большинства однояйцевых близнецов с возрастом развиваются разные заболевания, даже если у них одинаковые гены. Эпигенетика может помочь объяснить причину этого, сказал Скиннер.

«Если бы генетика и последовательность ДНК были единственным движущим фактором биологии, то близнецы должны были бы болеть одними и теми же заболеваниями. Но они этого не делают», - сказал Скиннер. «Так что это означает, что на близнецов должно оказываться воздействие окружающей среды, которое способствует развитию болезни», - добавил ученый.

Исследование получило поддержку Фонда Джона Темплтона и Национальных институтов здравоохранения. Помимо Скиннера и Дункана, соавторами являются Дженнифер Торсон, Эрик Нильссон и Дэниел Бек из Школы биологических наук WSU, Элли Эйвери из Медицинского колледжа Элсона С. Флойда WSU в Спокане.