Wszystko zaczęło się w ciemnym barze w Madrycie,
w którym przypadkiem spotkałem kolegę z Uniwersytetu McGill,
Michaela Meaneya.
Wypiliśmy parę piw,
rozmawiając o pracy, jak to naukowcy.
Zajmował się kwestią lizania przez szczurze matki
nowo narodzonych młodych.
Zapytałem: "Na to idą nasze podatki?".
(Śmiech)
"To ma być nauka?"
Zaczął mi opowiadać,
że szczury, podobnie jak ludzie, różnie opiekują się potomstwem.
Jedne matki liżą swoje młode częściej,
inne rzadziej,
a większość plasuje się po środku.
Zastanowiło mnie,
że obserwacja miotu do czasu osiągnięcia dojrzałości,
takiej jak u ludzi, na długo po śmierci matki,
ujawniła duże różnice.
Zadbane młode o dobrze wylizanej sierści
nie były zestresowane,
miały inne zachowania seksualne i sposób życia niż osobniki,
którymi matka nie opiekowała się z aż takim oddaniem.
Myślałem sobie:
"Czy to czary?
Jak to jest?"
Genetyk chciałby, żebyście myśleli,
że być może matka miała gen "złej matki",
który podnosił poziom stresu u młodych
i był przekazywany z pokolenia na pokolenie.
Wszystko determinowałaby genetyka.
A może w grę wchodzi coś innego?
Jeśli chodzi o szczury, możemy odpowiedzieć na to pytanie.
Zrobiliśmy eksperyment z podmianą matek.
Natychmiast po narodzinach oddziela się miot od matek
i oddaje matkom dwojakiego typu.
Młodymi zajmie się matka zastępcza.
Matki są dwojakie, bardzo i mało opiekuńcze.
Wszystkie młode rozdzieliliśmy pomiędzy te dwie matki zastępcze.
Odpowiedź okazała się niesamowita.
To nie geny otrzymane od matki są ważne.
To nie od biologicznej matki zależała odporność na stres u szczurów,
ale matki, która zajmowała się młodymi.
Jak to możliwe?
Jestem epigenetykiem.
Interesuje mnie, jak są znaczone geny
przez znaczniki chemiczne w procesie embriogenezy,
zachodzącej kiedy przebywamy w brzuchu matki,
oraz który z nich i w jakiej tkance będzie podlegał ekspresji.
Jedne geny podlegają ekspresji w mózgu, a inne w wątrobie czy w oku.
Zastanawialiśmy się,
czy matka może jakoś przeprogramować
geny potomstwa swoim zachowaniem?
W ciągu dziesięciu lat badań
odkryliśmy domino reakcji biochemicznych,
dzięki którym opieka matki, czyli lizanie potomstwa,
jest przekładana na biochemiczne sygnały docierające do jądra komórki
i odmiennie programujące DNA.
To przygotowuje zwierzę do życia.
Czy to życie będzie trudne?
Czy będzie dużo jedzenia?
Czy wokół będzie wiele kotów i węży?
A może będzie to życie wyższej klasy średniej,
dla której najważniejsze jest właściwe zachowanie,
żeby zyskać społeczne poważanie.
Zastanówmy się, jak ważny może być ten proces w naszym życiu.
Dziedziczymy DNA po przodkach.
DNA jest stare, powstało w drodze ewolucji.
Jednak nie mówi o tym, czy urodzimy się w Sztokholmie,
gdzie dni są długie latem i krótkie zimą,
czy w Ekwadorze, gdzie przez cały rok dnie i noce są równe,
co ma ogromny wpływ na naszą fizjologię.
Być może to, z czym stykamy się na wczesnym etapie naszego życia,
czyli sygnały otrzymywane od matki,
mówi o otoczeniu społecznym, w którym mamy żyć.
Jeśli ma być ciężko, lepiej bądź niespokojny i zestresowany.
Albo zupełnie inny, jeśli życie ma być lekkie.
Będzie dużo czy mało słońca?
Dużo czy mało pożywienia?
Jeśli brakuje pożywienia,
lepszy będzie mózg podatny na objadanie się, kiedy jest co jeść,
i zdolność do magazynowania tkanki tłuszczowej.
To dobra cecha, wybrana na drodze ewolucji,
żeby stare, niezmienne DNA mogło prężnie funkcjonować w nowym środowisku.
Jednak czasem coś idzie nie tak.
Rodząc się w biednej rodzinie, otrzymujesz informację:
"Lepiej zjadać każde napotkane jedzenie".
Tyle, że ludzie się zmienili,
prześcignęli ewolucję.
Hamburgera można kupić za dolara,
więc przygotowanie do życia, które otrzymaliśmy od matki,
okazuje się nieodpowiednie.
Miało chronić nas przed głodem,
a powoduje otyłość, problemy sercowo-naczyniowe
i choroby metaboliczne.
Koncepcja wpływu doświadczenia na geny,
zwłaszcza nabywanego we wczesnym dzieciństwie,
może wyjaśnić kwestie zdrowotne.
Czy tylko u szczurów?
Nie da się tego sprawdzić na ludziach,
bo narażanie dzieci na szkodę jest nieetyczne.
Jeśli ubogie dziecko rozwinie pewną cechę,
nie dowiemy się, czy to z powodu biedy,
czy też złych genów.
Genetycy będą was przekonywać,
że biedni są biedni przez geny.
Epigenetycy powiedzą wam, że biedni żyją w złym
lub zubożałym środowisku,
które tworzy ten fenotyp.
Zaczęliśmy badać naszych małpich kuzynów.
Stephen Suomi, mój kolega, hodował małpy na dwa sposoby.
Część z nich została losowo oddzielona od matek
i wychowana przez opiekunkę jak przez zastępczą matkę.
Te małpy zamiast matki miały opiekunkę.
Druga część została wychowana przez ich własne matki.
Kiedy dorosły, całkowicie się różniły.
Małpy mające matkę nie zwracały uwagi na alkohol
ani nie były agresywne seksualnie.
Małpy wychowane bez matki były agresywne, zestresowane
i uzależnione od alkoholu.
Tuż po ich urodzeniu przyjrzeliśmy się ich DNA,
żeby sprawdzić, czy to możliwe, że matka znakuje swoje dziecko.
Jest znacznik matki w DNA potomstwa.
Na przykładzie tych 14 małp widzimy,
jak prowadzone są nowoczesne badania epigenetyczne.
Potrafimy znaleźć chemiczne znaczniki, które nazywamy znacznikami metylacji,
na pojedynczym nukleotydzie DNA i zmapować tak cały genom.
Możemy porównać małpy mające i niemające matki.
Oto wizualne przedstawienie.
Na czerwono zaznaczono bardziej zmetylowane geny,
na zielono, mniej zmetylowane.
Wiele genów ulega zmianie,
bo brak matki ma wpływ
na wszystko.
Wysyła sygnały o tym, jak będzie wyglądał świat,
kiedy młode dorośnie.
Widać, jak bardzo odmienne są te dwie grupy małp.
Jak wcześnie się to dzieje?
Te małpy nie widziały matki,
więc miały już doświadczenie społeczne.
Czy można już w chwili narodzin odczuć status społeczny?
W tym eksperymencie
zbadaliśmy łożyska małp o różnej pozycji społecznej.
Co ciekawe, u wszelkich istot żywych
ma ona strukturę hierarchiczną.
Małpa numer jeden to szef.
Małpa numer cztery to szeregowy.
Kiedy wsadzimy cztery małpy do klatki, zawsze znajdzie się szef
i szeregowy.
Co ciekawe, małpa numer jeden będzie o wiele zdrowsza
niż małpa numer cztery.
W klatce małpa numer jeden będzie jadła mniej
niż małpa numer cztery.
Na tym obrazie metylacji widać, jak oddzielenie od matki
wpływa na zwierzęta o statusie społecznym
wysokim i niskim.
Rodzimy się już z informacją o statusie społecznym.
Ta informacja jest neutralna
i przygotowuje nas do życia,
bo trzeba zaprogramować swoją biologię
w zależności od statusu.
Jak można zbadać to u ludzi?
Niedozwolone są eksperymenty narażające ludzi na szkodę.
Jednak Bóg eksperymentuje na nas, co nazywa się klęskami żywiołowymi.
Jedna z największych klęsk w kanadyjskiej historii
wydarzyła się w Quebecu, mojej prowincji.
Burza lodowa w 1998 roku
zniszczyła sieć energetyczną w samym środku zimy,
a temperatury spadały do -30 stopni.
Wiele kobiet było w ciąży.
Wraz z Suzanne King obserwowaliśmy ich dzieci
przez piętnaście lat.
Badaliśmy wpływ wzrostu poziomu stresu,
mając obiektywne kryteria.
Jak długo nie było prądu,
gdzie przebywano,
w mieszkaniu teściowej czy wiejskiej posiadłości?
Sumując te informacje i poziom stresu społecznego,
można zastanowić się, jakie były te dzieci.
Okazuje się, że wzrost stresu sprzyja rozwojowi autyzmu,
chorób metabolicznych i autoimmunologicznych.
Po określeniu poziomu metylacji widać,
że zielone geny stają się czerwone, kiedy poziom stresu wzrasta,
a czerwone stają się zielone.
Cały genom reaguje na stres.
[Czy jeśli można zaprogramować geny, można to cofnąć?]
Skoro można zaprogramować geny
i nie jesteśmy niewolnikami ich historii,
to czy proces ten jest odwracalny?
Epigenetyczne podłoże może mieć zarówno nowotwór,
jak i choroby metaboliczne i psychiczne.
Przeanalizujmy uzależnienie od kokainy.
To straszny nałóg,
który może prowadzić do śmierci.
Czy jeśli przeprogramujemy uzależniony mózg,
zwierzę przestanie być uzależnione?
Znając schemat uzależnienia, zrekonstruujemy ten proces u ludzi.
Chodzicie do szkoły średniej i ktoś proponuje wam kokainę.
Bierzecie i nic złego się nie dzieje.
Po kilku miesiącach coś przypomina wam ten pierwszy raz,
diler dostarcza kokainę i uzależniacie się.
Zmienia się wasze życie.
Ze szczurami jest tak samo.
Mój kolega Gal Yadid przyzwyczaja je do kokainy,
a potem na miesiąc wstrzymuje jej podawanie,
po czym przypomina im okoliczności, w których spróbowały jej pierwszy raz,
za pomocą sygnału i kolorów klatki,
i szczury szaleją.
Żeby dostać się do kokainy, naciskają dźwignię, aż padną.
Po raz pierwszy odkryliśmy pewną różnicę u zwierząt.
Kiedy brakuje kokainy i nic się nie dzieje,
epigenom ulega przekształceniom,
a geny zostają inaczej oznakowane.
Kiedy pojawi się sygnał,
ich genom wytworzy fenotyp osobnika uzależnionego.
Podaliśmy szczurom leki, które bądź wzmagały metylację DNA,
czyli obserwowany znacznik epigenetyczny,
bądź ją obniżały.
Jak się okazało,
wzrost metylacji znacząco nasilał pragnienie spożycia kokainy,
jednak przy jej obniżeniu nałóg znikał.
Tak przeprogramowaliśmy szczury.
Między zwykłym a epigenetycznym lekiem zasadnicza różnica jest taka,
że leki epigenetyczne
w zasadzie wymazują posiadane doświadczenie,
a po ich odstawieniu choroba nie powróci,
chyba że powtórzy się pierwotne doświadczenie.
Tak wygląda przeprogramowanie.
Kiedy zbadaliśmy zwierzęta po 30, 60 dniach,
które w warunkach ludzkich równałyby się latom,
szczury wciąż były wolne od nałogu w skutek epigenetycznej terapii.
Dowiedzieliśmy się o DNA, że nie jest zwykłą sekwencją liter
ani scenariuszem.
DNA to dynamiczny film.
Doświadczenia są stale wpisywane w ten interaktywny film.
To jak oglądanie filmu o waszym DNA, czyli życiu, trzymając pilota w ręku.
Możecie usuwać i dodawać aktorów.
Pomimo deterministycznej natury genów
mamy kontrolę nad tym, jak wyglądają nasze geny.
Jest to niezwykle optymistyczna wiadomość.
Pojawia się możliwość spojrzenia na niektóre śmiertelne choroby,
takie jak nowotwór czy choroby psychiczne,
w nowy sposób,
jak na błędną adaptację,
którą można odwrócić dzięki epigenetycznej interwencji,
usuwając z filmu aktora i tworząc nową narrację.
Podsumowując,
DNA to połączenie dwóch warstw informacji.
Jedna jest stara
i ewoluowała przez miliony lat.
Jest stała i trudno ją zmienić.
Druga warstwa informacji jest epigenetyczna,
otwarta i dynamiczna.
Tworzy interaktywną narrację,
co w dużej mierze pozwala nam kontrolować swój los,
los naszych dzieci
oraz daje nadzieję na zwalczenie chorób
i rozwiązanie ważnych kwestii zdrowotnych,
które dotykają ludzkość od dłuższego czasu.
Mimo że determinują nas geny,
istnieje pewien stopień wolności,
dzięki której możemy wziąć odpowiedzialność za swoje życie.
Dziękuję.
(Brawa)