Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Social genomics )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Социогеномика , также известная как социальная геномика , представляет собой область исследований, в которой изучается, почему и как различные социальные факторы и процессы (например, социальный стресс, конфликт, изоляция, привязанность и т. Д.) Влияют на активность генома. [1] [2] Социальная геномика как область очень молода (<20 лет) и возникла благодаря научному пониманию того, что на экспрессию генов их генных продуктов, хотя и не на саму последовательность ДНК, влияет внешняя среда. [3] . Таким образом, исследователи социальной геномики изучили роль социальных факторов (например, изоляция, отторжение) на экспрессию отдельных генов или, чаще, кластеров многих генов (то есть профилей генов или генных программ).

История [ править ]

В начале 2000-х годов начальная работа по этой теме была проведена Джином Э. Робинсоном [1] [4] в Университете Иллинойса на животных модельных системах, таких как зебровый зяблик , медоносная пчела и цихлида . В 2007 году Стив Коул из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе опубликовал первое исследование социальных факторов, в данном случае социальной связи, по экспрессии генов иммунных клеток среди здоровых пожилых людей. [5] Вскоре после этого Юссеф Идагдур опубликовал серию статей.и его коллеги изучали роль факторов окружающей среды в экспрессии генов во всем геноме, и обнаружили, что только 5% вариаций в геномной экспрессии было связано с генетическими факторами (то есть вариациями последовательности в геноме), тогда как почти половина из них была связана с к среде обитания человека, будь то городская или сельская. [6] Эти исследования заложили основу для изучения экологической модуляции экспрессии генов, включая социальные влияния.

Биологические пути [ править ]

23 пары молекул ДНК , называемые хромосомами, содержат примерно 21 000 генов, составляющих «человеческий образец». Однако для того, чтобы этот план оказал какое-либо биологическое воздействие, его необходимо транскрибировать в РНК, а затем в белки . Этот процесс трансляции или «включения» гена в конечные генные продукты называется экспрессией гена . Генетическая экспрессия далеко не случайна, что позволяет дифференцировать и специализацию разных типов клеток с идентичными геномами. Факторы транскрипции - это белки, которые контролируют экспрессию генов, и они могут либо увеличивать (т.е. активатор), либо уменьшать (т.е. репрессор) экспрессию. НесколькоСуществуют факторы транскрипции , которые реагируют на внутреннюю среду клетки (например, для поддержания клеточной дифференциации), но некоторые из них, по-видимому, также реагируют на внешние факторы, включая несколько гормонов , нейротрансмиттеров и факторов роста . Суммарная сумма генов, экспрессируемых в РНК в определенной популяции клеток, называется транскриптомом .

Исследования показали, что на активность профилей генов или генных программ может влиять физическая и социальная среда, в которой обитают люди. Паттерн связанных с социальным стрессом изменений в экспрессии генов был назван Стивом Коулом и Джорджем Славичем из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе как консервативный транскрипционный ответ на невзгоды (CTRA). [7] В здоровых условиях иммунная система человека настроена в сторону антивирусной готовности. Однако в условиях социального стресса, по-видимому, происходит сдвиг в сторону провоспалительных иммунологических процессов, включая выработку различных провоспалительных цитокинов, включая IL-1β и IL-6.. В то же время социальный стресс связан с подавлением антивирусных генных продуктов, включая интерферон типа 1 и специфические изотипы антител (например, иммуноглобулин G ). Этот паттерн усиленной провоспалительной транскрипции в сочетании с пониженной регуляцией антивирусной транскрипции бросил вызов ранее существовавшему мнению о том, что социальный стресс обычно подавляет иммунитет.

Было предложено эволюционное объяснение происхождения CTRA, характеризующееся повышенной экспрессией провоспалительных генов и подавлением экспрессии антивирусных генов. С эволюционной точки зрения частые социальные контакты homo-sapiens увеличивают вероятность вирусной инфекции. Таким образом, предвзятое отношение к антивирусной готовности будет адаптивным. Однако в условиях социального стресса повышенная регуляция экспрессии провоспалительных генов подготавливает организм к тому, чтобы лучше справляться с телесными повреждениями и бактериальной инфекцией, что более вероятно в условиях социального стресса либо из-за враждебного контакта с людьми, либо из-за повышенной уязвимости хищников из-за отделение от социальной группы. Однако в современную эпохухроническое повышение экспрессии провоспалительных генов, вызванное социальным стрессом, с большей вероятностью приведет к заболеваниям, связанным с воспалением, включая различныераковые заболевания , сердечно-сосудистые заболевания и ревматоидный артрит . В то же время подавление экспрессии антивирусных генов делает человека более уязвимым для вирусных инфекций, таких как грипп и простуда .

Передача социальных сигналов - это процесс, посредством которого социальные факторы влияют на транскриптом . Этот процесс опосредуется центральной нервной системой через изменения гормональных сигналов и сигналов нейротрансмиттеров . Например, катехоламины , класс нейромедиаторов, который включает дофамин и норэпинефрин , связаны с реакцией на острые стрессоры, включая реакцию борьбы или бегства , а также, по-видимому, модулируют транскрипцию множества факторов транскрипции, которые влияют на воспалительные и противовирусные гены. . Норэпинефринвысвобождение, например, приводит к активации фактора транскрипции CREB за счет активности β-адренорецепторов . Затем CREB может активировать транскрипцию многих различных генов. Таким образом, благодаря эффектам канонических систем нейротрансмиттеров, таких как катехоламины , факторы социального стресса способны проникать в ядра различных типов клеток и изменять профили транскрипции генов в этих клетках.

Другие факторы транскрипции, которые, как известно, реагируют на социальные факторы, включают некоторые факторы, широко связанные с нейробиологией угрозы, включая NF-κB (который, помимо CREB, является широко используемым фактором транскрипции, влияющим на экспрессию провоспалительных генов), циклический аденозин. монофосфат ( цАМФ ), глюкокортикоиды (в частности нечувствительность к глюкокортикоидам, когда воспалительные пути необычно нечувствительны к негативной регуляции глюкокортикоидами) и факторы транскрипции интерферона (которые опосредуют подавление противовирусного иммунитета).

Эпигенетические факторы, включая метилирование ДНК и модификацию гистонов , также были предложены в качестве возможных биологических механизмов. Например, жестокое обращение в детстве на моделях грызунов и людей, как было показано, изменяет эпигенетику гена рецептора глюкокортикоидов. [8] [9] Эпигенетическое влияние на социальные результаты генома в настоящее время в значительной степени неизвестно и требует дополнительных исследований.

Продольные эффекты [ править ]

В то время как большинство экспериментальных исследований социальной геномики проливают свет на роль острого социального стресса в CTRA, было высказано предположение, что социальные факторы могут при некоторых обстоятельствах способствовать более устойчивой модуляции человеческого транскриптома. Несколько провоспалительных генных продуктов, включая несколько цитокинов, существуют в рекурсивной системе, в которой их присутствие способствует их собственной транскрипции. С психологической точки зрения опыт социальных стрессоров может у некоторых людей способствовать переживанию будущих социальных стрессоров, как в теории генерации стресса депрессии, в которой депрессивные симптомы увеличивают вероятность будущих стрессовых событий. [10] [11] Необходимы дальнейшие исследования, чтобы проверить, связаны ли индивидуальные различия в величине CTRA биологически с возникновением стресса.

Связь со здоровьем [ править ]

Эпидемиологические исследования показали, что социальные факторы, включая социальную изоляцию, могут иметь большое влияние на различные заболевания и смертность от всех причин. [12] Социальная геномика представляет собой вероятный механизм, поддерживающий эту связь между социальной средой и риском заболеваний. Например, люди, находящиеся в хронической социальной изоляции, имеют разные профили транскриптомов для генов, связанных с факторами иммунной системы, включая повышенную экспрессию генов провоспалительных цитокинов и подавленную экспрессию антивирусных генов. [5]У хронически изолированных индивидуумов также выше вероятность развития заболеваний, связанных с воспалением, что обеспечивает правдоподобную биологическую связь между социальными переменными (например, изоляцией, отторжением, социальным стрессом и социально-экономическим статусом) и риском заболевания и смертностью, а именно усиленным воспалением, опосредованным дифференциальной экспрессией генов. [13] [14] Хотя это направление исследований относительно молодо, острые и хронические социальные стрессоры были связаны с изменением экспрессии генов в различных тканях, помимо иммунных клеток, включая ткань груди , лимфатические узлы и клетки мозга , а также в пораженных тканях. включая рак яичников , простаты и груди.

В то же время хронические социальные стрессоры приводят к тому, что человек становится более восприимчивым к вирусной инфекции в результате подавления экспрессии антивирусных генов. Повышенная восприимчивость к различным вирусным инфекциям подтвердила гипотезу о том, что социальный стресс, как правило, оказывает иммуносупрессивное действие, и только недавно, благодаря исследованиям в области социальной геномики, гипотеза иммуносупрессивности была опровергнута.

Одно последовательное наблюдение в исследованиях социальной геномики заключается в том, что восприятие социальных стрессоров является более сильным и надежным предиктором CTRA, чем объективное присутствие социального стрессора. [15] Например, субъективное восприятие изоляции является более сильным предиктором провоспалительной экспрессии генов, чем объективный размер социальной сети. Этот нейрокогнитивный контроль над CTRA предполагает, что изменение восприятия своего социального положения, например, с помощью навыков, отточенных в когнитивной терапии, может облегчить негативные последствия социального стресса и CTRA. [16]

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Робинсон, Джин Э .; Грозингер, Кристина М .; Уитфилд, Чарльз У. (1 апреля 2005 г.). «Социогеномика: социальная жизнь в молекулярном плане». Природа Обзоры Генетики . 6 (4): 257–270. DOI : 10.1038 / nrg1575 . ISSN  1471-0056 . PMID  15761469 .
  2. ^ Коул, Стивен В. (2013-08-08). «Социальная регуляция экспрессии генов человека: механизмы и последствия для общественного здравоохранения» . Американский журнал общественного здравоохранения . 103 (S1): S84 – S92. DOI : 10,2105 / AJPH.2012.301183 . ISSN 0090-0036 . PMC 3786751 . PMID 23927506 .   
  3. ^ "Готов ли мир к социогеномике?" . TechEngage . 2018-10-26 . Проверено 13 февраля 2021 .
  4. ^ Робинсон, Джин Э .; Fernald, Russell D .; Клейтон, Дэвид Ф. (2007-11-07). «Гены и социальное поведение» . Наука . 322 (5903): 896–900. DOI : 10.1126 / science.1159277 . ISSN 0036-8075 . PMC 3052688 . PMID 18988841 .   
  5. ^ a b Коул, Стив У .; Хокли, Луиза С .; Arevalo, Jesusa M .; Сун, Кэролайн Й .; Роза, Роберт М .; Качиоппо, Джон Т. (01.01.2007). «Социальная регуляция экспрессии генов в лейкоцитах человека» . Геномная биология . 8 (9): R189. DOI : 10.1186 / GB-2007-8-9-r189 . ISSN 1474-760X . PMC 2375027 . PMID 17854483 .   
  6. ^ Идагдур, Юссеф; Чика, Венди; Шианна, Кевин В .; Ли, Санг Х .; Visscher, Питер М .; Мартин, Хилари С .; Миклаус, Келчи; Jadallah, Sami J .; Гольдштейн, Дэвид Б. (01.01.2010). «Географическая геномика вариаций экспрессии генов лейкоцитов человека в южном Марокко» . Генетика природы . 42 (1): 62–67. DOI : 10.1038 / ng.495 . ISSN 1061-4036 . PMC 2798927 . PMID 19966804 .   
  7. ^ Славич, Георгий М .; Коул, Стивен В. (01.07.2013). «Новое поле социальной геномики человека» . Клиническая психологическая наука . 1 (3): 331–348. DOI : 10.1177 / 2167702613478594 . ISSN 2167-7026 . PMC 3707393 . PMID 23853742 .   
  8. ^ Макгоуэн, Патрик О; Сасаки, Ая; Д'Алессио, Ана К.; Дымов, Сергей; Лабонте, Бенуа; Шиф, Моше; Турецкий, Густаво; Мини, Майкл Дж (2009). «Эпигенетическая регуляция рецептора глюкокортикоидов в мозге человека связана с жестоким обращением в детстве» . Природа Неврологии . 12 (3): 342–348. DOI : 10.1038 / nn.2270 . PMC 2944040 . PMID 19234457 .  
  9. ^ Уивер, Ян CG; Червони, Надя; Шампанское, Frances A; Д'Алессио, Ана К.; Шарма, Шакти; Секл, Джонатан Р.; Дымов, Сергей; Шиф, Моше; Мини, Майкл Дж (август 2004 г.). «Эпигенетическое программирование по материнскому поведению». Природа Неврологии . 7 (8): 847–854. DOI : 10.1038 / nn1276 . PMID 15220929 . 
  10. ^ Хаммен, Констанс (1991). «Генерация стресса при униполярной депрессии». Журнал аномальной психологии . 100 (4): 555–561. DOI : 10.1037 / 0021-843x.100.4.555 . PMID 1757669 . 
  11. ^ Лю, Ричард Т .; Сплав, Лорен Б. (01.07.2010). «Генерация стресса при депрессии: систематический обзор эмпирической литературы и рекомендации для будущего исследования» . Обзор клинической психологии . 30 (5): 582–593. DOI : 10.1016 / j.cpr.2010.04.010 . PMC 3049314 . PMID 20478648 .  
  12. ^ Социальная эпидемиология (1-е изд.). Нью-Йорк, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. 2000-03-15. ISBN 9780195083316.
  13. ^ Глейзер, Рональд; Киколт-Глейзер, Дженис К. (2005). «Наука и общество: иммунная дисфункция, вызванная стрессом: последствия для здоровья». Обзоры природы Иммунология . 5 (3): 243–251. DOI : 10.1038 / nri1571 . PMID 15738954 . 
  14. ^ Хокли, Луиза С .; Качиоппо, Джон Т. (22.07.2010). «Одиночество имеет значение: теоретический и эмпирический обзор последствий и механизмов» . Анналы поведенческой медицины . 40 (2): 218–227. DOI : 10.1007 / s12160-010-9210-8 . ISSN 0883-6612 . PMC 3874845 . PMID 20652462 .   
  15. ^ Ирвин, Майкл Р .; Коул, Стивен В. (01.09.2011). «Взаимная регуляция нервной и врожденной иммунной систем» . Обзоры природы Иммунология . 11 (9): 625–632. DOI : 10.1038 / nri3042 . ISSN 1474-1733 . PMC 3597082 . PMID 21818124 .   
  16. ^ Антони, Майкл Х .; Lutgendorf, Susan K .; Бломберг, Бонни; Карвер, Чарльз С .; Лехнер, Сюзанна; Диас, Ален; Стэгл, Джейми; Аревало, Хесуса М.Г.; Коул, Стивен В. (15 февраля 2012 г.). «Когнитивно-поведенческое управление стрессом меняет динамику транскрипции лейкоцитов, связанных с тревогой» . Биологическая психиатрия . Механизмы снижения стрессоустойчивости в процессе развития и старения. 71 (4): 366–372. DOI : 10.1016 / j.biopsych.2011.10.007 . PMC 3264698 . PMID 22088795 .