اپی ژنتیک محیطی: چگونه زندگی شهری ژن‌های ما را تغییر می‌دهد؟ (تحقیقات ۲۰۲۵)

در سال‌های اخیر، تحقیقات پیشرفته در حوزه اپی ژنتیک محیطی، به ویژه نتایج به‌دست آمده در سال ۲۰۲۵، نشان داده‌اند که شرایط محیطی زندگی شهری می‌تواند به طور مستقیم بر بیان ژن‌ها تأثیرگذار باشد بدون اینکه توالی DNA تغییر کند.
این تغییرات اپی ژنتیک، که عمدتاً از طریق متیلاسیون DNA، بازآرایی هیستون‌ها و تنظیم RNA‌های کوچک رخ می‌دهند، در سلامت جسمی و روانی انسان نقش اساسی ایفا می‌کنند و می‌توانند پیامدهای بلندمدت و بین نسلی داشته باشند.
این مقاله به بررسی تخصصی جدیدترین پژوهش‌ها و یافته‌های سال ۲۰۲۵ در زمینه تأثیر زندگی شهری بر اپی‌ژنتیک انسان می‌پردازد.

1. تعریف اپی ژنتیک محیطی و اهمیت آن

اپی ژنتیک به تغییرات برگشت‌پذیر در بیان ژن‌ها گفته می‌شود که بدون تغییر در توالی DNA اتفاق می‌افتد. این تغییرات از طریق چند مکانیسم کلیدی رخ می‌دهند:

• متیلاسیون DNA: اتصال گروه‌های متیل به سیتوزین‌های DNA که معمولاً باعث خاموشی ژن می‌شود.
• تغییرات هیستونی: بازآرایی یا اصلاح پروتئین‌های هیستون که ساختار کروماتین و دسترسی به ژن‌ها را تغییر می‌دهند.
• RNAهای کوچک تنظیمی (microRNA): که با مهار ترجمه یا تخریب mRNA، بیان ژن را کنترل می‌کنند.

مطالعات اخیر نشان داده‌اند که عوامل محیطی مانند آلودگی هوا، استرس روانی، رژیم غذایی و نور مصنوعی، می‌توانند این فرآیندهای اپی‌ژنتیکی را تغییر دهند و به تبع آن، بیان ژن‌های مرتبط با پاسخ التهابی، متابولیسم و عملکرد نورونی دستخوش تغییر شوند.

2. عوامل محیط شهری مؤثر بر اپی ژنتیک ژن‌ها

۲.۱ آلودگی هوا و متیلاسیون DNA

مطالعه‌ای پیشرو در دانشگاه کلمبیا در سال ۲۰۲۵ نشان داد که مواجهه مزمن با ذرات معلق PM2.5 منجر به افزایش متیلاسیون در ژن‌های مرتبط با مسیرهای التهابی و سرطان‌زایی می‌شود. این تغییرات می‌توانند عملکرد سلولی را مختل کرده و خطر ابتلا به بیماری‌های مزمن را افزایش دهند.

۲.۲ استرس مزمن و محور HPA

زندگی در محیط‌های پرتنش شهری باعث افزایش ترشح کورتیزول و فعال‌سازی محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA) می‌شود.
افزایش طولانی‌مدت کورتیزول تغییرات اپی‌ژنتیکی در ژن‌های تنظیم‌کننده پاسخ به استرس را به دنبال دارد که به افزایش احتمال افسردگی، اضطراب و اختلالات روانی کمک می‌کند.

۲.۳ اختلال ریتم شبانه‌روزی ناشی از نور مصنوعی

مطالعات جدید در دانشگاه ژنو نشان داده‌اند که نور مصنوعی شبانه، به ویژه نور آبی LED، موجب تغییرات در متیلاسیون و بیان ژن‌های مسئول تنظیم چرخه شبانه‌روزی و تولید ملاتونین می‌شود که می‌تواند منجر به اختلال خواب، خستگی مزمن و مشکلات متابولیکی گردد.

۲.۴ رژیم غذایی شهری و کمبود ریزمغذی‌ها

کمبود فولات، کولین و ویتامین B12 که در رژیم‌های غذایی فست‌فودی رایج است، به طور مستقیم در فرآیندهای متیلاسیون DNA دخیل هستند.
مطالعات منتشر شده در The Lancet نشان داده‌اند که کمبود این مواد مغذی در جمعیت‌های شهری با الگوهای متیلاسیون غیرطبیعی همراه است که پیامدهای منفی در سلامت متابولیکی و شناختی دارد.

۲.۵ کم‌تحرکی و فضای بسته

مطالعات Harvard Medical School نشان داده‌اند که سبک زندگی کم‌تحرک و حضور طولانی‌مدت در فضاهای بسته شهری منجر به کاهش بیان ژن‌های ضد التهابی و افزایش پروتئین‌های استرسی می‌شود که پیامدهای منفی بر سیستم ایمنی و سلامت روان دارد.

3.یافته‌های تجربی کلیدی سال ۲۰۲۵

۳.۱ مطالعات دوقلوهای همسان

مطالعه‌ای در فنلاند نشان داد که دوقلوهای یکسان که یکی در محیط شهری و دیگری در محیط روستایی زندگی کرده‌اند، تغییرات معناداری در الگوهای متیلاسیون ژن‌های مرتبط با پاسخ ایمنی و خلق‌وخو داشتند.

۳.۲ آزمایشات مدل حیوانی

شبیه‌سازی محیط شهری بر موش‌ها باعث افزایش فعالیت ژن‌های التهابی و کاهش بیان ژن‌های مرتبط با نوروژنز شد.

۳.۳ انتقال اپی‌ژنتیکی بین‌نسلی

مطالعات در هلند نشان داده‌اند که استرس بارداری در محیط‌های شهری منجر به تغییرات اپی ژنتیک در ژن NR3C1 مرتبط با پاسخ به استرس در نوزادان می‌شود.

4. پیامدهای سلامت عمومی ناشی از اپی ژنتیک محیط شهری

• افزایش خطر افسردگی، اضطراب و بیماری‌های روان‌تنی
• شیوع بیشتر چاقی، دیابت نوع ۲ و بیماری‌های قلبی
• تسریع پیری سلولی
• اختلالات شناختی و کاهش توانمندی‌های ذهنی
• اثرات مضر در نسل‌های آینده از طریق انتقال بین‌نسلی

5. راهکارهای مقابله و اصلاح تغییرات اپی ژنتیک

مطالعات نشان داده‌اند که بسیاری از تغییرات اپی‌ژنتیکی، به خصوص در اوایل زندگی، قابل بازگشت یا تعدیل هستند. برخی راهکارها عبارتند از:

• ورزش منظم و فعالیت بدنی مستمر
• افزایش دسترسی به فضاهای سبز و طبیعت
• رژیم غذایی غنی از فولات، کولین و ویتامین‌های گروه B
• مدیریت استرس از طریق روش‌های روان‌شناختی و مراقبه
• طراحی شهری مبتنی بر کاهش آلودگی و بهبود کیفیت محیطی

6. چشم‌انداز آینده: شهرهای سازگار با سلامت ژنتیکی

با توجه به یافته‌های ۲۰۲۵، برنامه‌ریزان شهری و سیاست‌گذاران به اهمیت طراحی محیط‌های شهری دوستدار سلامت ژنتیکی پی برده‌اند. اقدامات کلیدی شامل:

• استفاده از نورپردازی هوشمند مطابق با ریتم زیستی انسان
• توسعه فضاهای سبز قابل دسترس در تمامی مناطق شهری
• کاهش آلودگی هوا با ممنوعیت خودروهای آلاینده
• آموزش و ترویج تغذیه سالم و سبک زندگی فعال

نتیجه‌گیری

تحقیقات ۲۰۲۵ به وضوح نشان می‌دهند که محیط زندگی شهری نه تنها بر سلامت عمومی بلکه بر بیان ژن‌ها از طریق فرآیندهای اپی‌ژنتیکی تأثیرگذار است. این دانش نوین می‌تواند مسیر طراحی سیاست‌ها و شهرهایی را هموار کند که به جای آسیب رساندن به سلامت ژنتیکی انسان، آن را تقویت کنند.

منابع:

ALAN و بیان ژن‌های ساعت زیستی

آلودگی هوا و متیلاسیون DNA

نور مصنوعی شبانه و ریتم شبانه‌روزی

نور مصنوعی شبانه (ALAN) به‌عنوان استرس شهری