DNMT (DNA-methyltransferáza)
DNA-methyltransferáza je stručně řečeno enzym, který v buňkách přidává na DNA malé chemické značky (metylové skupiny). Tím dokáže “vypínat” nebo tlumit geny, podobně jako když zhasnete světlo vypínačem. Správné metylace závisí na živinách z potravy – například vitaminy skupiny B (jako kyselina listová) dodávají potřebné metylové „palivo“. Když jich máte málo, mohou se geny regulovat chaoticky. Naopak některé přírodní látky, třeba kurkumin z kurkumy nebo genistein ze sóji, umí ovlivnit metylace DNA a tím podpořit správnou funkci genů. U žen v menopauze např. může vyvážená strava bohatá na B vitaminy a antioxidanty pomoci udržet geny správně “nastavené” a zmírnit tak nepříznivé změny spojené s hormonálním stárnutím.
DNA-methyltransferázy (DNMT) jsou tedy enzymy, které přenášejí methylovou skupinu z molekuly S-adenosylmethioninu (SAM) na nukleotid cytosin v DNA. Tím vzniká 5-methylcytosin – epigenetická značka, jež obvykle tlumí aktivitu daného genu. DNMT1 udržuje tyto metylační značky při dělení buněk (tzv. údržbová methylace), zatímco DNMT3A a DNMT3B zavádějí nové metylace (tzv. de novo methylace) v průběhu vývoje a diferenciace. Správná funkce DNMT je zásadní pro buněčnou identitu a stabilitu genomu – podílí se na jevech jako je otiskování genů (genomic imprinting) či inaktivace X chromozomu.
Aktivita DNMT závisí na dostatku methylových “paliv” v buňce. SAM, univerzální donor methylu, vzniká v tzv. jednouhlíkovém (folátovém) cyklu za účasti nutrientů jako kyselina listová, vitamin B12, B6 či cholin. Při nedostatku těchto kofaktorů klesá tvorba SAM a hromadí se homocystein, což vede k poklesu celkové methylace DNA a histonů. To narušuje epigenetickou regulaci genů (určité geny se mohou nevhodně “zapnout” či “vypnout”). Kromě vitamínů ovlivňují DNMT i další látky. Například některé přírodní polyfenoly fungují jako inhibitory DNMT: isoflavon genistein ze sóji se umí navázat na katalytické místo DNMT1 a tím snížit jeho aktivitu. Podobně kurkumin z kurkumy nebo resveratrol z hroznů v některých studiích snižovaly expresi DNMT1 a vedly k demethylaci umlčených genů. Tím mohou obnovit prospěšnou aktivitu genů (např. potlačit onkogenní dráhy či naopak podpořit geny ochranné). DNMT jsou tak považovány za “epigenetické zapisovatele”, kteří zapisují do genomu chemické instrukce ovlivnitelné výživou, látkami i stárnutím.
Epigenetické působení DNMT hraje roli i v procesu stárnutí a hormonálních změn. Např. v případě menopauzy se ukazuje, že ženy s nedostatkem folátu a vitaminů B mívají zvýšený homocystein, nižší methylaci DNA a mohou do přechodu vstoupit dříve. Naopak strava bohatá na tyto živiny podporuje DNMT a zdravou methylaci DNA – to by mohlo pomoci udržet hormonální rovnováhu a oddálit některé projevy (peri)menopauzy.