Отказ от курения нормализует уровень метилирования ДНК у монозиготных близнецов

Известно, что у курильщиков и никогда не куривших людей различаются профили метилирования ДНК. Причинно-следственная связь пока не выявлена: метилирование может быть причиной или следствием курения, а также иметь общие с курением генетические причины. Также неясно, может ли уровень метилирования у бросивших курить лиц стать таким же, как у никогда не куривших. Предыдущие исследования в этой области имели свои ограничения. Так, у курильщиков и никогда не куривших людей может быть различная генетическая предрасположенность к курению. В новой работе ученые из Нидерландов и США исследовали связь метилирования и курения на однояйцевых близнецах. Генетически они практически идентичны, у них одинаковы условия внутриутробного развития и окружающей среды. На момент начала исследования один близнец был курильщиком или бросил курить. Также были пары курильщиков и никогда не куривших близнецов. Авторы обнаружили 13 сайтов CpG, ассоциированных с курением. У бросивших курить близнецов профиль метилирования ДНК был ближе к профилю некурящего близнеца, чем у тех, кто продолжал курить на момент проведения исследования.

Всего в исследовании приняли участие 768 пар монозиготных близнецов. Среди них были 53 пары, в которых один близнец курил на момент отбора крови, а второй никогда не курил; 72 пары, в которых один из близнецов бросил курить, а второй никогда не курил; в 66 парах один бросил курить, а второй продолжал курить на момент отбора крови. Также исследовались 83 пары близнецов, куривших на тот момент, 88 пар бросивших курить и 406 пар никогда не куривших близнецов.

Эпигеномное ассоциативное исследование крови близнецов, один из которых курил на момент исследования, а второй никогда не курил, выявило 13 сайтов метилирования, значительно различающихся у близнецов в этой группе. Из них в восьми участках у курящих метилирование было снижено по сравнению с некурящими близнецами.

В группе, где один близнец никогда не курил, а второй бросил курить, не было обнаружено значительных различий в профилях метилирования. Различия в идентифицированных ранее участках снизились. Напротив, у пар близнецов, в которых один бросил курить, а второй продолжал курить, были обнаружены значимые различия в 5 из этих 13 сайтов метилирования. Кроме того, в этой группе были обнаружены еще 5 сайтов, в которых метилирование различалось у куривших и бросивших курить близнецов.

Авторы обнаружили, что некоторые из участков метилирования, ассоциированных с курением, связаны с генами CACNA1D и GNG12, которые кодируют субъединицы потенциалзависимого кальциевого канала и G-белка соответственно. Эти белки взаимодействуют с никотиновым ацетилхолиновым рецептором, и предполагается, что никотин может влиять на метилирование участков ДНК, изменяющих экспрессию этих белков.

Исследование продемонстрировали, что наибольшими различиями в профилях метилирования обладают близнецы, один из которых курил на момент исследования, а второй никогда не курил. Далее за ними по количеству эпигеномных различий следует группа близнецов, в которых один является бывшим курильщиком, а второй продолжает курить. Еще меньше различаются эпигеномы никогда не куривших и бросивших курить близнецов. Это говорит о том, что отказ от курения способствует частичному восстановлению метилирования ДНК и нормализации экспрессии белков.

Электронные сигареты могут повысить риск развития рака