خلال القرن الماضي، شهد فهم الباحثين لعلم الوراثة تحولا عميقا.
الجينات، وهي مناطق الحمض النووي المسؤولة إلى حد كبير عن خصائصنا الجسدية، اعتبرت غير متغيرة في ظل النموذج الأصلي لعلم الوراثة الذي ابتكره عالم الأحياء جريجور مندل في عام 1865. أي أنه كان يُعتقد أن الجينات لا تتأثر إلى حد كبير ببيئة الشخص.
أدى ظهور مجال علم الوراثة اللاجينية في عام 1942 إلى تحطيم هذه الفكرة.
يشير علم الوراثة اللاجينية إلى التحولات في التعبير الجيني التي تحدث دون تغييرات في تسلسل الحمض النووي. بعض التغيرات اللاجينية هي جانب من وظيفة الخلية، مثل تلك المرتبطة بالشيخوخة.
ومع ذلك، تؤثر العوامل البيئية أيضًا على وظائف الجينات، مما يعني أن سلوكيات الأشخاص تؤثر على جيناتهم الوراثية. على سبيل المثال، يتطور التوائم المتطابقة من بويضة واحدة مخصبة، ونتيجة لذلك، يتشاركون في نفس التركيب الجيني. ومع ذلك، مع تقدم عمر التوأم، قد يختلف مظهرهما بسبب التعرض البيئي المتميز. قد يتناول أحد التوأم نظامًا غذائيًا صحيًا متوازنًا، بينما قد يتناول الآخر نظامًا غذائيًا غير صحي، مما يؤدي إلى اختلافات في التعبير عن الجينات التي تلعب دورًا في السمنة، مما يساعد التوأم الأول على انخفاض نسبة الدهون في الجسم.
ولا يملك الناس سيطرة كبيرة على بعض هذه العوامل، مثل جودة الهواء. ومع ذلك، هناك عوامل أخرى تخضع لسيطرة الشخص بشكل أكبر: النشاط البدني، والتدخين، والإجهاد، وتعاطي المخدرات، والتعرض للتلوث، مثل التلوث الناتج عن البلاستيك والمبيدات الحشرية وحرق الوقود الأحفوري، بما في ذلك عوادم السيارات.
هناك عامل آخر وهو التغذية، والذي أدى إلى ظهور مجال فرعي من علم الوراثة التغذوية. يهتم هذا النظام بمفاهيم “أنت ما تأكله” و”أنت ما أكلته جدتك”. باختصار، علم الوراثة التغذوية هو دراسة كيفية تأثير نظامك الغذائي، والنظام الغذائي لوالديك وأجدادك، على جيناتك. وبما أن الخيارات الغذائية التي يتخذها الشخص اليوم تؤثر على وراثة أطفاله في المستقبل، فإن علم الوراثة قد يوفر الدافع لاتخاذ خيارات غذائية أفضل.
اثنان منا يعملان في مجال علم الوراثة. أما الدراسة الأخرى فتدرس كيف يمكن أن تساعد خيارات النظام الغذائي ونمط الحياة في الحفاظ على صحة الأشخاص. يتكون فريق البحث لدينا من الآباء، لذا فإن عملنا في هذا المجال يعزز معرفتنا الحميمة بالفعل بالقوة التحويلية للأبوة.
قصة مجاعة
يمكن إرجاع جذور أبحاث علم الوراثة الغذائية إلى فصل مؤثر في التاريخ – شتاء الجوع الهولندي في المراحل الأخيرة من الحرب العالمية الثانية.
أثناء الاحتلال النازي لهولندا، أُجبر السكان على العيش على حصص تتراوح بين 400 إلى 800 سعرة حرارية في اليوم، وهو بعيد كل البعد عن النظام الغذائي النموذجي الذي يبلغ 2000 سعرة حرارية والذي تستخدمه إدارة الغذاء والدواء كمعيار. ونتيجة لذلك، توفي نحو 20 ألف شخص وأصيب 4.5 مليون آخرين بسوء التغذية.
وجدت الدراسات أن المجاعة تسببت في تغيرات جينية في جين يسمى IGF2 المرتبط بالنمو والتطور. أدت هذه التغييرات إلى تثبيط نمو العضلات لدى كل من أطفال وأحفاد النساء الحوامل اللاتي تحملن المجاعة. بالنسبة للأجيال اللاحقة، أدى هذا القمع إلى زيادة خطر الإصابة بالسمنة وأمراض القلب والسكري وانخفاض الوزن عند الولادة.
وكانت هذه النتائج بمثابة لحظة محورية في أبحاث علم الوراثة اللاجينية ــ وأظهرت بوضوح أن العوامل البيئية، مثل المجاعة، يمكن أن تؤدي إلى تغيرات لاجينية في النسل والتي قد تخلف آثارا خطيرة على صحتهم.
دور النظام الغذائي للأم
حتى هذا العمل الرائد، كان معظم الباحثين يعتقدون أن التغيرات اللاجينية لا يمكن أن تنتقل من جيل إلى جيل. وبدلا من ذلك، اعتقد الباحثون أن التغيرات اللاجينية يمكن أن تحدث مع التعرض في وقت مبكر من الحياة، كما هو الحال أثناء الحمل – وهي فترة النمو الضعيفة للغاية. لذلك ركزت الأبحاث اللاجينية الغذائية الأولية على تناول الطعام أثناء الحمل.
تم دعم نتائج شتاء الجوع الهولندي لاحقًا من خلال الدراسات على الحيوانات، مما سمح للباحثين بالتحكم في كيفية تربية الحيوانات، مما يمكن أن يساعد في التحكم في متغيرات الخلفية. وهناك ميزة أخرى للباحثين وهي أن الفئران والأغنام المستخدمة في هذه الدراسات تتكاثر بسرعة أكبر من البشر، مما يسمح بالحصول على نتائج أسرع. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للباحثين التحكم بشكل كامل في النظام الغذائي للحيوانات طوال حياتهم بأكملها، مما يسمح بمعالجة وفحص جوانب محددة من النظام الغذائي. تسمح هذه العوامل مجتمعة للباحثين بالتحقيق بشكل أفضل في التغيرات اللاجينية في الحيوانات مقارنة بالبشر.
في إحدى الدراسات، قام الباحثون بتعريض إناث الفئران الحوامل لمبيد فطري شائع الاستخدام يسمى فينكلوزولين. واستجابة لهذا التعرض، أظهر الجيل الأول المولود انخفاض القدرة على إنتاج الحيوانات المنوية، مما أدى إلى زيادة العقم عند الذكور. والأهم من ذلك أن هذه التأثيرات، مثل آثار المجاعة، انتقلت إلى الأجيال اللاحقة.
على الرغم من أهمية هذه الأعمال في تشكيل علم الوراثة اللاجينية الغذائي، إلا أنها أهملت فترات أخرى من التطور وتجاهلت تمامًا دور الآباء في الإرث اللاجيني لنسلهم. ومع ذلك، أظهرت دراسة حديثة أجريت على الأغنام أن النظام الغذائي الأبوي المكمل بالحمض الأميني ميثيونين المعطى منذ الولادة وحتى الفطام يؤثر على النمو والصفات الإنجابية للأجيال الثلاثة التالية. الميثيونين هو حمض أميني أساسي يشارك في عملية مثيلة الحمض النووي، وهو مثال على التغير اللاجيني.
خيارات صحية للأجيال القادمة
وتؤكد هذه الدراسات على التأثير الدائم لنظام غذائي الآباء على أطفالهم وأحفادهم. كما أنها بمثابة حافز قوي للآباء المحتملين والآباء الحاليين لاتخاذ خيارات غذائية أكثر صحية، حيث تؤثر الخيارات الغذائية التي يتخذها الآباء على النظام الغذائي لأطفالهم.
يمكن للاجتماع مع أخصائي التغذية، مثل اختصاصي التغذية المسجل، تقديم توصيات قائمة على الأدلة لإجراء تغييرات غذائية عملية للأفراد والعائلات.
لا يزال هناك الكثير من الأشياء المجهولة حول كيفية تأثير النظام الغذائي على جيناتنا. ما بدأت الأبحاث تظهره حول علم الوراثة الغذائية هو سبب قوي ومقنع للتفكير في إجراء تغييرات في نمط الحياة.
هناك أشياء كثيرة يعرفها الباحثون بالفعل عن النظام الغذائي الغربي، وهو ما يأكله الكثير من الأميركيين. النظام الغذائي الغربي غني بالدهون المشبعة والصوديوم والسكر المضاف، ولكنه منخفض بالألياف. وليس من المستغرب أن ترتبط الأنظمة الغذائية الغربية بنتائج صحية سلبية، مثل السمنة والسكري من النوع الثاني وأمراض القلب والأوعية الدموية وبعض أنواع السرطان.
المكان الجيد للبدء هو تناول المزيد من الأطعمة الكاملة غير المصنعة، وخاصة الفواكه والخضروات والحبوب الكاملة، وتقليل الأطعمة المصنعة أو الجاهزة – والتي تشمل الوجبات السريعة ورقائق البطاطس والكعك والحلوى والوجبات الجاهزة للطهي والبيتزا المجمدة. الحساء المعلب والمشروبات المحلاة.
هذه التغييرات الغذائية معروفة جيدًا بفوائدها الصحية وتم وصفها في الإرشادات الغذائية للأمريكيين 2020-2025 وجمعية القلب الأمريكية.
يجد الكثير من الناس صعوبة في قبول تغيير نمط الحياة، خاصة عندما يتعلق الأمر بالطعام. الدافع هو عامل رئيسي لإجراء هذه التغييرات. ولحسن الحظ، هذا هو المكان الذي يمكن للعائلة والأصدقاء المساعدة فيه – فهم يمارسون تأثيرًا عميقًا على قرارات نمط الحياة.
ومع ذلك، على المستوى المجتمعي الأوسع، يجب أن يكون الأمن الغذائي – أي قدرة الناس على الوصول إلى الغذاء الصحي وتحمل تكلفته – أولوية حاسمة للحكومات ومنتجي وموزعي الأغذية والمجموعات غير الربحية. ويرتبط انعدام الأمن الغذائي بالتغيرات اللاجينية التي ارتبطت بنتائج صحية سلبية مثل مرض السكري والسمنة والاكتئاب.
من خلال تعديلات بسيطة نسبيا على نمط الحياة، يمكن للناس التأثير بشكل كبير وقابل للقياس على جينات أطفالهم وأحفادهم. لذا، عندما تفوت كيسًا من رقائق البطاطس – وتختار الفاكهة أو الخضار بدلاً من ذلك – ضع في اعتبارك: إنها ليست لك فقط، بل للأجيال القادمة.
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد.
كتب بواسطة: ناثانيال جونسون، جامعة داكوتا الشمالية; حسن الخطيب جامعة ويسكونسن ماديسونوتوماس د. كرينشو، جامعة ويسكونسن ماديسون.
اقرأ أكثر:
يتلقى ناثانيال جونسون تمويلًا من وزارة الزراعة الأمريكية والمعاهد الوطنية للصحة. وقد حصل سابقًا على تمويل من خلال مؤسسة العلوم الوطنية، والجمعية الوطنية للحوم الأبقار، وفحص لحوم البقر في داكوتا الشمالية.
حسن الخطيب يحصل على التمويل رقم. 2023-67015-39527 من المعهد الوطني للأغذية والزراعة التابع لوزارة الزراعة الأمريكية
يتلقى توماس دي كرينشو تمويلًا من صناديق Hatch Multi-State Research Formula Funds؛ وزارة الزراعة الأمريكية/ناتل. معهد الأغذية والزراعة; DHHS، PHS، المعاهد الوطنية للصحة.