Ученые из Европы на выборке в почти 16 тысяч человек
обнаружили связь между употреблением кофе и чая и изменением метилирования ДНК. Один
из найденных участков оказался связан со снижением риска развития ожирения
печени. Исследование предварительно опубликовано в виде препринта на BioRxiv.

Статистические исследования часто связывают потребление кофе
с определенной выгодой для здоровья, например, снижением риска развития когнитивных
расстройств, диабета или сердечно-сосудистых заболеваний. Несколько лет назад
ученые на выборке в 400 тысяч человек также показали, что две чашки кофе в день
(обычно это примерно соответствует 200 мг кофеина) вдвое снижают риск развития
цирроза печени и смерти от него.

Тем не менее, как с биохимической точки зрения
кофе может опосредовать все эти эффекты, неясно. Предполагалось, например, что кофеин может влиять на клетки
сердечной мышцы через белок p27
в митохондриях, а сочетание двух компонентов кофе — кофеина
и эйкозанил-5-гидрокситриптамида, предотвращает агрегацию белка в нейронах
и, таким образом, может отсрочить развитие болезни Паркинсона.

Эпидемиологи под руководством Мозена
Гамбари (Mohsen Ghanbari)
из университета Эразма Роттердамского в Роттердаме (Нидерланды) провели
метаанализ на выборке из 15789 участников между потреблением кофе и чая и статусом
метилирования определенных участков их ДНК. Оказалось, что изменение
метилирования CpG-островков
может влиять на экспрессию генов, и тем самым опосредовать, например, изменения
метаболизма липидов в печени.

Для исследования ученые, участвующие в консорциуме Cohort
for Heart and Aging Research in Genomic Epidemiology (CHARGE), объединили
несколько существующих когортных европейских исследований и распределили их участников
на две выборки. В первую попали 9612 европейцев, а во вторую (репликативную)
включили 6177 человек европейского и африканского происхождения. Для всех
участников были доступны данные о пищевых привычках, включающие потребление
кофеинсодержащих напитков, и образцы крови.

В ДНК из крови участников исследования определили статус метилирования
участков ДНК, обогащенных парами нуклеотидов СpG. В составе таких пар цитозин (C) в
ответ на условия среды может метилироваться, что часто ассоциировано с
изменением экспрессии близлежащих генов. Такой механизм регуляции называется эпигенетическим.

После этого ученые провели анализ ассоциаций между статусом
метилирования известных CpG-участков
и потреблением кофе и чая. Для обеих групп было обнаружено 11 кофе-зависимых
участков, и два чае-зависимых. Девять из 11 «кофейных» CpG-участков имели отношение к генам AHRR, F2RL3, FLJ43663, HDAC4, GFI1 и PHGDH. Эти гены, в свою очередь,
ассоциированы с путями метаболизма ксенобиотиков, биосинтеза серина и
воспалительным ответом.

Кроме того, поиск в базе данных ассоциаций метилирования с экспрессией
генов заставил исследователей обратить внимание на участок cg14476101,
который оказался связан с изменением экспрессии гена PHGDH, кодирующего фермент
фосфоглицератдегидрогеназу. Ранее было показано, что изменение метилирования
этого участка ассоциировано со снижением риска ожирения печени.

Чтобы проверить вклад экспрессии PHGDH в функцию печени, исследователи
провели эксперимент на печеночных клеточных линиях и выбрали две с самым
высоким и самым низким уровнем экспрессии гена. Оказалось, что экспрессия PHGDH в норме положительно коррелирует
с экспрессией генов метаболизма липидов, а его искусственное выключение снижает
также экспрессию последних.

По результатам эксперимента исследователи предположили, что потребление
кофе может быть связано со снижением риска болезней печени, таких как ожирение
и цирроз, через изменение метилирования участка cg14476101 и
опосредованное повышение экспрессии PHGDH,
что улучшает метаболизм липидов. Тем не менее, достоверной
причинно-следственной связи авторам установить не удалось.

О том, что эпигенетические изменения могут быть обусловлены
диетой, стрессом и даже передаваться потомству, ученые знают довольно давно, но
большинство таких исследований проводились на модельных животных. Подробнее об
этом можно почитать в нашем материале «Геноцид в геноме».

Дарья Спасская