Tekanan yang diwarisi 30.10.2015

Kebelakangan ini, semakin kerap mereka mengatakan bahawa cara hidup ibu bapa, pengalaman hidup mereka mempengaruhi bagaimana keturunan mereka nanti. Sebagai contoh, kelaparan atau tekanan psikologi yang terpaksa ditanggung oleh generasi terdahulu akan menjejaskan psikologi dan metabolisme generasi akan datang.

Dua tahun lalu, penyelidik di Universiti Emory menerbitkan sebuah kertas dalam Nature Neuroscience di mana mereka mengatakan bahawa tikus yang ketakutan mempunyai bayi yang takut dengan perkara yang sama yang ditakuti ibu bapa mereka. Satu lagi contoh yang terkenal ialah peningkatan kecenderungan untuk diabetes dan obesiti pada anak-anak dan cucu-cucu wanita Belanda yang terselamat daripada kebuluran yang terkenal pada musim sejuk 1944. (Di sini, seperti yang kita fahami, maksudnya bukan pada ciri khusus kebuluran Belanda, tetapi pada hakikat bahawa ahli biologi dan pakar perubatan memberi perhatian kepada situasi sejarah ini dan cuba menyiasatnya.) Pemerhatian sedemikian kini telah terkumpul, kita ulangi , sudah cukup, tetapi ada satu masalah di sini: tidak kelaparan, mahupun tekanan psikologi, atau pengaruh lain yang serupa dari luar mewujudkan mutasi, tidak mengubah kod genetik yang dinyatakan dalam urutan nukleotida dalam DNA. Timbul persoalan bagaimana kemudian semua ini diwarisi.

Adalah dipercayai bahawa kesan sedemikian berpunca daripada mekanisme epigenetik yang mengawal aktiviti gen. Terdapat beberapa jenis mereka, yang utama ialah metilasi asas nitrogen DNA, pengubahsuaian histon (protein pembungkus DNA) dan tindakan RNA pengawalseliaan. Kedua-dua kumpulan metil, dan histon yang diubah suai, dan RNA pengawalseliaan boleh mengubah fungsi gen tertentu untuk masa yang lama, hampir sepanjang hayat, dan mekanisme sedemikian sering diaktifkan di bawah pengaruh faktor luaran. Selain itu, menurut beberapa data, sifat perubahan epigenetik boleh diwarisi. Walau bagaimanapun, bagaimana sebenarnya ini berlaku - dan sama ada ia berlaku - masih menjadi perdebatan hangat.

Untuk meneruskan ke generasi seterusnya, pengubahsuaian mesti dipelihara dalam sel kuman, tetapi buat masa ini, semua eksperimen menunjukkan bahawa pada haiwan, apabila sel kuman matang, semua tanda epigenetik dipadamkan. Tetapi dua tahun lalu, Sains menerbitkan artikel yang menyatakan bahawa dalam beberapa bahagian DNA sel kuman, tanda sedemikian masih dipelihara (dalam artikel itu, kita bercakap tentang metilasi DNA). Dan tahun lepas, pakar dari Universiti Zurich melaporkan bahawa beberapa RNA pengawalseliaan boleh berfungsi sebagai pembawa pengalaman tekanan dari ibu bapa kepada anak-anak: selepas tikus ditekankan, molekul pengawalseliaan muncul dalam hippocampus dan serum darah, dan dalam spermatozoa. Dan anak-anaknya, yang diperoleh selepas persenyawaan dengan spermatozoa sedemikian, menunjukkan dalam tingkah laku dan metabolisme ciri-ciri selepas tekanan yang sama seperti yang dimiliki oleh ibu bapa mereka.

Semuanya menunjukkan bahawa sekurang-kurangnya tetapan epigenetik yang dikaitkan dengan RNA pengawalseliaan boleh diturunkan dari generasi ke generasi. Ia kekal hanya untuk mengesahkan secara langsung hubungan kausal antara RNA tersebut dan kesan yang dihantar. Ini dilakukan oleh Tracy Bale dan rakan-rakannya di Universiti Pennsylvania. Sehingga kini, mereka telah mengumpul bukti bahawa keturunan lelaki yang mengalami tekanan (sama ada bunyi putih yang berterusan, atau bau pemangsa, atau sekatan pergerakan yang kerap) bertindak balas terhadap keadaan sedemikian yang sudah lebih lemah, yang, khususnya, adalah ketara dalam hormon tekanan tahap rendah kortikosteron. Sebaliknya, didapati bahawa beberapa jenis RNA pengawalseliaan terkumpul dalam spermatozoa tikus bapa yang tertekan (lebih tepat lagi, mereka dipanggil mikroregulasi, mikroRNA, kerana saiznya yang kecil berbanding dengan kelas RNA yang lain).

Dalam eksperimen baharu mereka, yang diterangkan dalam artikel di PNAS, para penyelidik mengambil miRNA dan menyuntiknya ke dalam telur yang disenyawakan tikus normal, selepas itu mereka ditanam pada betina dan menunggu tikus muncul. Selepas itu, mereka menunjukkan tindak balas yang berkurangan terhadap tekanan yang sama seperti mereka yang dilahirkan secara langsung daripada lelaki yang ketakutan. Jelas sekali bahawa ini semua tentang miRNA asing, kerana semua bahan genetik berasal dari ibu bapa biasa, yang tidak takut dengan apa-apa.

Biasanya mikroRNA menyekat aktiviti gen. Seperti yang dijangkakan, beberapa gen dalam telur tidak berfungsi selepas pengenalan RNA pengawalseliaan. Penulis karya itu juga cuba menganalisis keadaan hipotalamus, kelenjar otak yang mengawal sejumlah besar tindak balas fisiologi dan tingkah laku (dari tidur dan makanan kepada pembiakan). Tahap kortikosteron juga bergantung pada hipotalamus, antara lain. Malah, pada tikus yang ditanam daripada telur disenyawakan yang dirawat miRNA, beberapa gen di dalamnya berfungsi secara berbeza; peliknya, ia berkaitan dengan kolagen dan protein matriks ekstraselular. Bagaimana ini berkaitan dengan tindak balas tekanan tidak sepenuhnya jelas. Ada kemungkinan bahawa perubahan dalam sintesis kolagen tisu penghubung dan protein matriks menjejaskan kebolehtelapan penghalang darah-otak yang berdiri di antara darah dan otak - yang, seterusnya, menjejaskan sensitiviti hipotalamus kepada isyarat tekanan.

Secara umum, masih belum dapat dilihat bagaimana perubahan dalam aktiviti genetik semasa peringkat awal perkembangan membawa kepada perubahan sebagai tindak balas kepada tekanan. RNA mikroregulasi nampaknya bertindak secara tidak langsung di sini: tahap mereka tidak diperbaharui setiap kali selepas pembahagian sel, dan dalam otak tikus dewasa bilangan mereka menjadi agak normal. Sebaliknya, ia akan menjadi menarik untuk mengetahui melalui apa tekanan mekanisme molekul boleh menjejaskan miRNA dalam spermatozoa, dan apa yang berlaku dalam kes ini dengan spermatozoa generasi akan datang. Akhirnya, tindak balas tekanan agak kompleks dalam struktur, dan aspek yang berbeza mungkin dikaitkan dengan RNA yang berbeza.

Data yang diperolehi agak konsisten dengan keputusan kumpulan Zurich, yang kami bincangkan di atas: mereka juga bercakap tentang kesan tekanan, mikroRNA dan sel pembiakan lelaki. Ngomong-ngomong, bukan sahaja tekanan, tetapi juga obesiti boleh disebarkan melalui talian lelaki, dan ia seolah-olah hanya ditularkan kepada anak lelaki - penyelidik dari Universiti Ohio melaporkan ini beberapa tahun yang lalu (walaupun eksperimen itu sekali lagi dilakukan pada tikus). Walau bagaimanapun, ambil perhatian bahawa ia masih agak jauh daripada sebarang kesimpulan perubatan dan klinikal: kita masih tidak tahu di bawah keadaan apakah keturunan epigenetik berfungsi, dan cara memisahkan "genetik" daripada "epigenetik" di bawah keadaan biasa, bukan makmal.