İlk hayat deneyimlerimiz DNA'mıza nasıl yazılır

Moshe Szyf, canlıların stres ve besinsizlik gibi sosyal faktörlere tepki olarak genomlarını nasıl yeniden programladığını inceleyen epigenetik alanında bir öncü. Araştıması, anneden yavruya geçen biyokimyasal sinyallerin, genlerin ifadesini değiştirerek yavruya ne tür bir dünyada yaşayacaklarını ilettiğini öneriyor. Szyf, DNA'nın sadece bir harfler dizisi veya koddan ibaret olmadığını söylüyor. ''DNA deneyimlerinizin yazıldığı dinamik bir filmdir.''

Her şey Madrid'de

karanlık bir barda başladı.

McGill'den iş arkadaşım
Michael Meaney'le karşılaştım.

Birkaç bira içip laflıyorduk

ve bilim insanlarının yaptığı gibi

bana çalışmasından bahsetti.

Anne farelerin yavrularını
doğum sonrasında nasıl yaladıklarıyla

ilgilendiğinden bahsetti.

Orada oturmuş kendime şöyle diyordum,

"Vergilerimin nerede
harcandığı belli oldu,

(Kahkahalar)

bu tarz bir sosyal bilime."

Sonra anlatmaya başladı.

Fareler de insanlar gibi

yavrularını farklı
şekillerde yalıyorlardı.

Bazı anneler bunu çok yapıyordu;

bazı anneler oldukça az

ve çoğunluğu da
bu ikisinin arasında.

Fakat burada ilginç olan,

yavrular büyüdükten sonra arkadaşım
onları takip etmeye devam ediyordu,

anneleri öldükten çok daha sonra
yıllarca takip ediyordu

ve tamamen farklı
hayvanlara dönüşüyorlardı.

Yoğun ilgi gösterilmiş
ve yalanmış olanlar,

fazla yalanan ve bakım yapılanlar,

stresli değildi.

Cinsel davranışları farklıydı.

Yaşam tarzları da

annelerinden aynı yoğunlukta
ilgi görmemiş olanlardan farklıydı.

Kendi kendime şu soruyu sordum:

Bu büyü müydü?

Bu nasıl oluyordu?

Genetikçilerin düşünmenizi istediği gibi,

belki de annede
yavrularda strese sebep olan

"kötü anne" geni vardı

ve bu nesilden nesile aktarıldı;

bütün bunlar genlerle belirlenmişti.

Ya da burada başka bir şeyler olması
mümkün müydü?

Farelerde bu soruyu sorup
cevaplayabiliriz.

Biz de bir çapraz-ebeveyn deneyi yaptık.

Temelde bu, yavruları doğumda ayırıp

farklı iki koruyucu anneye -

gerçek anneler değil,
onlarla ilgilenecek annelere -

çok yalayan ve az yalayan
annelere verilir.

Ve bunun tam tersini az yalayan
yavrularla da yapabilirsiniz.

Elde ettiğimiz çarpıcı sonuç ise

anneden alınan genin önemi olmamasıydı.

Bu farelerin özelliklerini
biyolojik anneleri belirlemiyordu.

Onlara bakan ve ilgi gösteren
anne belirliyordu.

Peki bu nasıl oluyordu?

Ben bir epigenetikçiyim.

Anne karnında olduğumuz dönemde,

embriyogenez sırasında,

genlerin kimyasal bir işaretle
nasıl işaretlendiği

ve hangi genin hangi dokuda
ortaya çıkacağı

konusuyla ilgileniyorum.

Beyin, karaciğer ve gözlerde
farklı genler bulunur.

Kendimize şunu sorduk:

Acaba annenin, bir şekilde,
yavruların genlerini davranışlar yoluyla

yeniden programlaması mümkün müdür?

10 yıl süren çalışmaların ardından

bulduğumuz şey,
annenin yalama, bakım ve ilgisinin

biyokimyasal sinyallere çevrildiği,

bu sinyallerin çekirdek ve DNA'ya giderek

onu farklı şekilde programladığı,

kademeli bir biyokimyasal
olaylar dizisi olduğuydu.

Hayvan artık kendini
hayata hazırlayabilir.

Hayat zorlu ve çetin mi olacak?

Bol bol yiyecek olacak mı?

Çevrede çok fazla kedi ve yılan olacak mı?

Ya da mesela ben
üst sınıf bir semtte mi yaşayacağım?

Toplumsal olarak kabul görmek için

tek yapmam gereken
doğru düzgün davranmak mı olacak?

Şimdi bu sürecin hayatımız için
ne kadar önemli olduğunu anlayabilirsiniz.

DNA'mızı atalarımızdan miras alırız.

DNA çok eskidir.

Evrim sırasında, o da evrilmiştir.

Ama günlerin yazın uzun kışın kısa
olduğu Stockholm'de mi

ya da yıl boyunca gece
ve gündüzün eşit olduğu

Ekvador'da mı doğacağınızı

DNA bilemez ve bize söyleyemez.

Ve bu bizim fizyolojimiz üzerinde
o kadar muazzam bir etkiye sahip ki.

Yani burada önerdiğimiz şey, belki de
hayatımızın ilk yıllarında olanlar,

anne vasıtasıyla gelen bu sinyaller,

çocuğa ne tür bir sosyal dünyada
yaşayacağını söylemektedir.

Acımasız olacak,
kaygılı ve stresli olmalısın

ya da kolay bir hayat olacak,
rahat olmalısın.

Aydınlık bir dünya mı
yoksa karanlık bir dünya mı olacak?

Bol yiyecek mi olacak
ya da yiyecek az mı olacak?

Eğer yiyecek yoksa

beyninin, her yemek gördüğünde
bol bol yiyecek şekilde

ya da her yemeği yağ olarak depolayacak
şekilde gelişmesi daha iyi olur.

Bu iyi bir şeydir.

Evrim, değişmeyen, eski DNA'nın

yeni ortamlarda dinamik bir şekilde
işlev göstermesini sağlamak için

bunu seçmiştir.

Ancak bazen işler ters gidebilir;

örneğin yoksul bir ailede
dünyaya gelmişseniz

sinyaller şöyledir, ''Bol bol yemelisin,

her fırsatta karşına çıkan
her bir yiyeceği tüketmelisin.''

Fakat şimdi biz insanlar
ve beynimiz evrildik

ve evrimi daha da hızlı hâle getirdik.

Şimdi bir dolara McDonald's'tan
bir şeyler alabilirsiniz.

Bu nedenle annelerimiz tarafından
bize verilen hazırlık

uyum sağlamamıza yetmiyor.

Bizi açlıktan ve kıtlıktan koruması
gereken hazırlık

obeziteye, kardiyovasküler problemlere

ve metabolik rahatsızlıklara neden oluyor.

Bu nedenle genlerin deneyimlerimizle,

özellikle de hayatımızın
ilk yıllarındaki deneyimlerimizle

belirlenmiş olması ihtimali
bize hem sağlıkla hem de hastalıkla ilgili

bir açıklama sağlayabilir.

Ancak bu sadece fareler için mi geçerli?

Sorun şu ki bunu insanlarda
test edemiyoruz,

çünkü etik olarak çocuğa rastgele
kötü koşullar ve zorluklar yaşatamayız.

Bu yüzden eğer yoksul bir çocuk
belirli bir özelliğe sahipse

bunun yoksulluk sebebiyle mi

yoksulların kötü genleri olmasından mı
kaynaklandığını bilmiyoruz.

Dolayısıyla genetikçiler size
insanların yoksul olmasının nedeninin

genleri olduğunu söyleyecektir.

Epigenetikçiler ise

yoksul insanların kötü
veya fakirleşmiş ortamlarda olmasının

bu fenotipi, yani bu özelliği
oluşturduğunu söyleyecektir.

Bu nedenle kuzenlerimiz maymunlarla
bir araştırma yaptık.

Meslektaşım Stephen Suomi,

maymunları iki farklı
şekilde yetiştiriyor:

Maymunu anneden rastgele ayırıp

bir bakıcıyla yetiştiriyor,

vekil annelik koşullarıyla.

Yani bu maymunların anneleri yoktu,
bakıcıları vardı.

Diğer maymunlar ise normal,
doğal anneleri tarafından yetiştiriliyor.

Yaşlandıklarında tamamen farklı
hayvanlar oluyorlar.

Anneleri olan maymunların
alkol umurlarında değildi,

cinsel saldırganlıkları yoktu.

Anneleri olmayan maymunlar ise
agresifti, stresliydi

ve alkolik olmuşlardı.

Bu nedenle doğumdan hemen sonra
DNA'ya baktık ve şu soruya yanıt aradık:

Annenin bu değişikliğe
neden olması mümkün mü?

Yavrunun DNA'sında
annenin imzası var mı?

Bunlar 14 günlük maymunlar

ve burada gördüğünüz epigenetik alanında
modern çalışma yöntemimiz.

Metilasyon işaretleri olarak
adlandırdığımız bu kimyasal işaretleri

tek bir nükleotid çözünürlükte
DNA üzerinde haritalayabiliyoruz.

Bütün genomu haritalayabiliriz.

Annesi olan maymun ile annesi olmayan
maymunu kıyaslayabiliriz.

İşte bunun görsel sunumu.

Metilasyona daha çok uğrayan genlerin
kırmızı olduğunu göreceksiniz.

Daha az metilasyona uğrayan
genler ise yeşil.

Birçok genin değişmekte
olduğunu görebilirsiniz,

çünkü anneye sahip olmamak
basit bir şey değil -

her şeyi etkiliyor;

yetişkinliğe eriştiğinizde
tüm dünyanızın nasıl görüneceğine dair

sinyaller gönderiyor.

İki maymun grubunun

birbirinden son derece
iyi ayrıldığını görebilirsiniz.

Bu, ne kadar erken gelişir?

Bu maymunlar zaten annelerini görmüyordu,

bu yüzden sosyal bir deneyime sahiptiler.

Sosyal statümüzü doğum sırasında bile
hissedebiliyor muyuz?

Bu deneyde, farklı sosyal statülere sahip
maymunların plasentalarını aldık.

Sosyal sıralamayla ilgili olarak
ilginç olan şey,

tüm canlı varlıkların kendi aralarında
hiyerarşi yapacak olmaları.

Birinci maymun patron,

dördüncü maymun emir eri.

Dört maymunu bir kafese koyduğunuzda

her zaman bir patron
ve bir emir eri olacaktır.

İşin ilginç tarafı ise
bir numaralı maymunun

dört numaralı maymundan
çok daha sağlıklı olması.

Onları bir kafese koyduğunuzda

birinci maymun pek fazla yemeyecektir.

Dördüncü maymun çok fazla yiyecektir.

Burada metilasyon haritasında
gördüğünüz şey,

yüksek sosyal statüsü olan hayvanlarla

olmayanların birbirinden doğumda
belirgin bir şekilde ayrılması.

Zaten sosyal bilgilere
sahip olarak doğarız

ve bu sosyal bilgi iyi veya kötü değildir,

sadece bizi hayata hazırlar

çünkü yüksek veya düşük
sosyal statüde olmamıza göre

biyolojimizi farklı bir şekilde
programlamamız gerekir.

Ancak bunu insanlarda
nasıl araştırabiliriz?

Deneyler yapamayız, insanları bu şekilde
sıkıntı ve zorluklarla sınayamayız.

Ancak, Tanrı insanlarla deneyler yapıyor

ve bunlara doğal afetler deniyor.

Kanada tarihinin
en büyük doğal afetlerinden biri,

benim eyaletim olan Quebec'te oldu.

1998'deki buz fırtınası.

Quebec'te kara kış zamanlarında,

hava -20 ile -30 derece arasındayken
oluşan bir buz fırtınası yüzünden

tüm elektrik sistemimizi kaybettik.

O dönemde hamile olan kadınlar vardı.

Meslektaşım Suzanne King,

bu annelerin çocuklarını
15 yıl boyunca takip etti.

Ortaya çıkan şuydu;
stres arttıkça -

ve burada objektif
stres ölçülerimiz vardı:

Ne kadar süreyle elektriksiz kalmıştınız?
Zamanınızı nerede geçirmiştiniz?

Kayın validenizin dairesinde miydiniz
yoksa lüks bir kır evinde mi?

Tüm bunlar bir araya getirilerek
bir sosyal stres ölçeği oluşturuldu

ve şu soruyu sorabilirsiniz:

Çocuklar ne durumdaydı?

Stres arttıkça

çocuklarda otizmin, metabolik
ve otoimmün hastalıkların

daha fazla ortaya çıktığı görüldü.

Metilasyon durumunu
haritalandırdığımızda

yine yeşil genlerin kırmızıya döndüğünü

ve kırmızı genlerin
yeşile döndüğünü görürsünüz.

Strese tepki olarak
genomun tamamı yeniden düzenleniyor.

Eğer genlerimizi programlayabiliyorsak

yani genetik tarihimizin kölesi değilsek

bu programlamayı geri çevirebilir miyiz?

Çünkü epigenetik sebepler kanser,

metabolik hastalıklar

ve akıl hastalıklarına yol açabilir.

Kokain bağımlılığını ele alalım.

Kokain bağımlılığı korkunç bir durum,

insan hayatının mahvolmasına
ve ölüme yol açabilir.

Şu soruyu sorduk:

Bağımlı beyni tekrar programlayarak

bağımlı hayvanın bağımlılıktan
kurtulmasını sağlayabilir miyiz?

İnsanlarda olanları yineleyen

bir kokain bağımlılığı modeli kullandık.

İnsanlarda, lisedeyken

bazı arkadaşlarınız size
kokain kullanmanızı önerir,

kokain alırsınız, bir şey olmaz.

Aylar geçer, bir şeyler size
ilk denemenizde neler olduğunu hatırlatır,

bir şey sizi kokaine iter

ve bağımlı olursunuz,
sonra hayatınız değişir.

Farelerde de aynı şeyi yapıyoruz.

Meslektaşım Gal Yadid,

hayvanları kokaine alışacak
şekilde eğitiyor

ve sonra bir ay boyunca kokaini kesiyor.

Sonra kokaini ilk defa aldıkları zamanı
bir ipucuyla hatırlatmak için

kafesin renklerini
o zamanki renklere çeviriyor.

Ve çıldırıyorlar.

Kokaini almak için

ölene kadar kaldıraca basıyorlar.

İlk olarak bu hayvanlar arasındaki farkın

hiçbir şey olmadığı zaman,

ortamda kokain olmadığı zaman,

epigenomlarının yeniden düzenlenmesi
olduğunu tespit ettik.

Genleri farklı bir şekilde
yeniden işaretleniyordu

ve işaret geldiği zaman

genomları bağımlılığa neden olan
fenotipi geliştirmeye hazırdı.

Böylece bu hayvanları,
incelenecek epigenetik işaretleyici olan

DNA metilasyonunu arttıran
ya da epigenetik işaretleri azaltan

ilaçlarla tedavi ettik.

Eğer metilasyon miktarını arttırırsak

bu hayvanların daha da fazla
çılgına döndüğünü gördük.

Kokain için daha çok kıvranıyorlar.

Fakat DNA metilasyonunu azaltırsak

hayvanlar artık bağımlılıktan kurtuluyor.

Onları yeniden programladık.

Epigenetik bir ilaç ile diğer ilaçlar
arasındaki temel fark

epigenetik ilaçlarla

deneyimin izlerini ortadan kaldırdığımızda

ve bu izler bir kez gittiğinde

aynı deneyimi yaşamadığınız sürece
onların geri gelmeyecek olmasıdır.

Hayvan artık yeniden programlandı.

Ardından 30 gün veya 60 gün sonra
tekrar ziyaret ettiğimiz zaman,

ki bu insanlara göre uzun yıllar sayılır,

hayvanlar hâlâ bağımlı değillerdi -
tek bir epigenetik tedavi ile.

Peki DNA hakkında ne öğrendik?

DNA sadece bir harfler dizisi değildir;

sadece bir kod değildir.

DNA dinamik bir filmdir.

Deneyimlerimiz bu interaktif
filme yazılmaktadır.

DNA ile hayatınızın bir filmini
izliyormuşsunuz gibi düşünün,

DNA sizin uzaktan kumandanız.

Bir oyuncuyu çıkarabilir
ya da ekleyebilirsiniz.

Genetiğin belirleyici doğasına rağmen

genlerinizin görünüşü üzerinde
kontrol sahibisiniz

ve bu kanser gibi ölümcül hastalıklar

ya da akıl sağlığımız açısından

muazzam derecede
olumlu bir mesaj veriyor,

çünkü artık onlara farklı bir yaklaşımla

uyum sağlama bozukluğu
olarak bakabiliriz.

Ve epigenetik olarak
müdahale edebilirsek

bir aktör çıkarıp
yeni bir anlatı hazırlayarak

filmi tersine çevirebiliriz.

Bugün size bahsettiğim şey

DNA'mız aslında iki bileşenden,

iki bilgi katmanından oluşuyor.

Bunlardan biri eski,

evrimin milyonlaca yıllık
tarihi boyunca evrildi.

Sabit ve değiştirilmesi çok zor.

Diğer bilgi katmanı ise

açık ve dinamik olmakla birlikte

interaktif bir anlatı oluşturuyor,

kaderimizi büyük ölçüde
kontrol edebilmemizi,

çocuklarımızın kaderine
yardım etmemizi,

ve öyle umuyoruz ki uzun bir süredir
insanlığın başına bela olmuş olan

hastalıkları ve sağlık sorunlarını

alt etmemizi mümkün kılıyor.

Genlerimiz tarafından
belirlenmiş olmamıza rağmen

hayatımızı belirlememizi
ve sorumluluk almamızı mümkün kılacak

özgürlüğe sahibiz.

Teşekkürler.

(Alkışlar)