Epigenetica, het brein en de darm

09 Apr, 2018

Door: Angélique De Beule

Epigenetica is een snelgroeiende wetenschap, die onderzoek doet naar wijzigingen in de expressie van genen zonder dat het DNA zelf wijzigt. Dergelijke modificaties vinden plaats ter hoogte van de histonen. Dit zijn eiwitmoleculen die zich in de celkern bevinden en samen met het daaromheen opgerolde DNA chromatine vormen.

Bepaalde histon-aminozuurgroep(en) kunnen zich in de juiste omstandigheden binden met één van de volgende biochemische groepen: methyl, acetyl, fosfaat en ubiquitine. Dit zijn posttranslationele modificaties (PTM), die elk op hun eigen manier bijdragen aan wijziging in de genexpressie. Meer en meer ontdekken we welke rol ze spelen in verschillende biologische processen zoals transcriptionele regulatie, chromatine-compactering (zie kader) en DNA-herstelprocessen.

In dit artikel komen beknopt de twee meest wetenschappelijk besproken histonen-modificaties aan bod: acetylatie en methylatie. Het zijn beide processen die leiden tot wijzigingen in de genexpressie.

Histonenacetylatie: histon-acetyltransferases (HAT’s) die instaan voor het enzymatisch verplaatsen van een acetylgroep (COCH₃), afkomstig van acetyl-CoA, naar één van de meerdere NH₃⁺ lysine-residuen van histoneiwitten. De histonenlading wordt neutraal, waardoor minder interactie (binding) optreedt met de negatief geladen fosfaatgroepen van het DNA. Dat heeft een minder compacte chromatinestructuur (euchromatine genoemd) tot gevolg, die daarom gemakkelijker afleesbaar is.

1. Bassett, S., & Barnett, M. (2014). The Role of Dietary Histone Deacetylases (HDACs) Inhibitors in Health and Disease. Nutrients, 6(10), 4273–4301.
2. Kondo Y. (2009) Epigenetic Cross-Talk between DNA Methylation and Histone Modifications in Human Cancers. Yonsei Med J . Aug 31 ;50(4):455.
3. Mattei, M.-G., & Luciani, J. (2003). Atlas of Genetics and Cytogenetics in Oncology and Haematology Heterochromatin, from Chromosome to Protein.
4. Walsh, W. (2012). Nutrient power: heal your biochemistry and heal your brain. Skyhorse Pub
5. Bishop, K., & Ferguson, L. (2015). The Interaction between Epigenetics, Nutrition and the Development of Cancer. Nutrients, 7(2), 922–947.
6. De Beule, A., Walthéry, N.(2016): eFIOW Monografie 01 – Voedingsmanipulatie Publi media Tessenderlo
7. Mazzio, E. A., & Soliman, K. F. A. (2014). Epigenetics and nutritional environmental signals. Integrative and Comparative Biology, 54(1), 21–30.
8. Lee, R. S., & Sawa, A. (2014). Environmental Stressors and Epigenetic Control of the Hypothalamic-Pituitary-Adrenal Axis. Neuroendocrinology, 100(4), 278–287.
9. Sook Lee, E., Ji Song, E., & Do Nam, Y. (2017). Dysbiosis of Gut Microbiome and Its Impact on Epigenetic Regulation. Journal of Clinical Epigenetics, 3(2).
10. Stilling, R. M., Dinan, T. G., & Cryan, J. F. (2014). Microbial genes, brain & behaviour - epigenetic regulation of the gut-brain axis. Genes, Brain, and Behavior, 13(1), 69–86.
11. 11. De Beule, A. (2016) eFIOW Monografie: Antibiotica en de impact op de microbiële gezondheid van de mens.