Hogyan írja be magát a korai élettapasztalat a DNS-ünkbe?

Moshe Szyf az epigenetika úttörője, azé a tudományágé, amely azt vizsgálja, hogyan programozzák át az élőlények genomjukat, válaszul egyes társadalmi tényezőkre, pl. a stresszre és az élelemhiányra. Kutatásai rámutatnak, hogy az anyáktól utódaiknak átadott biokémiai jelek a gének kifejeződésének megváltozásával megmondják a gyereknek, miféle világban fog élni. "A DNS nem csak betűk sorozata. A DNS dinamikus mozi, amelynek forgatókönyvét tapasztalataink írják" – foglalja össze Szyf.

Az egész ügy

egy sötét madridi bárban kezdődött.

Összefutottam az egyik mcGilli
kollégámmal, Michael Meaneyvel.

Mi is bedobtunk pár korsó sört.

s mint minden tudós,

ő is munkájáról csevegett.

Elmondta: az érdekli, hogy a nőstény
patkányok ellés után

hogyan nyalják le kölykeiket.

Csak ültem, és azt mondtam:

"Na, mire pocsékolják adódollárjaimat:

(Nevetés)

az ilyen társadalomtudományi kutatásokra."

Kezdett mesélni róla,

hogy a patkány olyan, mint az ember,

különböző módon nyalja le a kicsinyeit.

Bizonyos anyák bőségesen,

mások kevésbé,

a többiek átlagosan.

De érdekes megfigyelni a patkány-fiakat,

amikor fölnőnek,

emberi léptékkel mérve évek múlva,
anyjuk halála után jóval később.

Az állatok egészen másként viselkednek.

Amelyeket gondoztak és gyakran lenyaltak,

amelyek a legtöbb törődést kapták,

nem nyugtalankodtak.

Más volt a szexuális viselkedésük.

Más volt az életmódjuk,

mint amelyekről anyjuk nem
gondoskodott ennyire figyelmesen.

Eltöprengtem:

Mi ez, varázslat?

Hogy lehet ez?

A genetikusok azt mondanák,

hogy a patkányban tán
van egy "rossz anya" gén,

amely nemzedékről nemzedékre öröklődik,

és állandó nyugtalanságra
készteti a patkány-fiakat.

Mindent a genetika dönt el.

Lehet, hogy valami más okozza?

Patkányok révén kérdésünkre
választ találhatunk.

Kísérletünkben kicseréltük
az alomban lévő utódokat.

Elléskor elválasztottuk
anyjuktól a kölyköket,

és kéttípusú dajkához raktuk őket

valódi anyjuk helyett:
sokat nyalogató s gondozó

és keveset nyalogató s gondozó anyákhoz.

A keveset nyalogatott kölykökkel
az ellenkezőt lehet tenni.

A válasz elképesztő volt:

nem az számít, anyjuktól
milyen gént örököltek.

Nem biológiai anyjuk szabták meg
a patkányok eme tulajdonságát,

hanem az őket gondozó dajka.

Hogy működik ez?

Epigenetikus vagyok.

Az érdekel, hogyan jelölődnek meg

kémiailag a gének embriógenezis alatt,

amikor az anyaméhben vagyunk,

és mi dönti el, hogy melyik
gén fog kifejeződni

valamelyik szövetben.

Az agyban egész más gének fejeződnek ki,
mint a májban vagy a szemben.

Arra gondoltunk: lehetséges,

hogy viselkedésével az anya átprogramozza

kicsinye génjét?

Tíz évet dolgoztunk ezen,

és rájöttünk, hogy létezik
biokémiai folyamatok láncolata,

amelyekkel a lenyalás,
az anyai gondoskodás

biokémiai jelekké alakul át,

amelyek a sejtmagba

és a DNS-be kerülve átprogramozzák őket.

Az állat fölkészülhet az életre:

Kíméletlen lesz-e az élet?

Lesz-e elég élelmem?

Sok macska és kígyó lesz a környezetemben?

A felső osztályba fogok-e tartozni,

ahol rendesen kell viselkednem,

hogy társadalmilag elfogadjanak?

Elképzelhetjük, milyen fontos e folyamat

életünk szempontjából.

Őseinktől örököljük a DNS-t.

A DNS régi.

Az evolúció során változott.

De azt nem közli,
hogy Stockholmban születünk meg,

ahol a nappalok nyáron hosszúak,
télen meg rövidek;

vagy Ecuadorban,

ahol a nappalok és éjszakák
egész évben egyforma hosszúak.

Pedig ennek óriási
a hatása fiziológiánkra.

Úgy véljük, lehetséges,
hogy a gyerekkorunkban történtek

az anyától jövő jelek alakjában

közli a gyerekkel,
milyen környezetben fog élni.

Kegyetlen lesz-e, ahol résen kell lennünk
s álljunk készen mindenre,

vagy kellemes lesz, és nyugodtak lehetünk.

Sok lesz a fény vagy kevés?

Bőséggel lesz élelem vagy szűkösen?

Ha szűkösen, jobb, ha agyunkat ráállítjuk:

együk tele magunkat,
ha épp élelmet találunk,

vagy zsír alakjában
tároljunk el minden falatkát.

Ez jó.

Az evolúció ezt választotta,

hogy régi, változatlan
DNS-ünk új helyzetben

dinamikusan működhessen.

De néha a dolgok rosszul alakulnak,

pl. ha szegény családba születünk, a jel:

"jobb, ha zabálsz,

jobb, ha minden eléd
kerülő falatot megeszel."

Az emberi agy fejlődött,

ami meggyorsította az evolúciót.

Ma a McDonald'sban egy dollárért ehetünk,

ezért amire anyánk fölkészített,

már nem hatékony.

Az éhezéstől és éhínségtől
megóvó felkészítés

ma elhízást,

szív- s érrendszeri
és anyagcsere-betegségeket okoz.

Az elmélet, hogy tapasztalatunk,
különösen gyerekkori tapasztalatunk

hatással van a génekre,

egységes magyarázatot nyújt

mind az egészségre, mind a betegségre.

De ez csak a patkányra igaz?

Az a nehézség, hogy ezt
emberen nem tudjuk tesztelni,

minthogy nem etikus gyerekeket
kitenni az élet viszontagságainak.

Ha egy szegény gyerekben
kifejlődik valamilyen tulajdonság,

nem értjük, a szegénység miatt-e,

vagy mert a szegényeknek
rosszak a génjeik.

A genetikusok azt fogják állítani,
hogy a szegények azért azok,

mert a génjeik teszik őket azzá.

Az epigenetikusok pedig azt,

hogy a szegényeknél rossz
vagy elszegényedett környezet

alakítja ki a fenotípust, a tulajdonságot.

Úgyhogy unokatestvéreinket,
a majmokat vettük elő.

Stephen Suomi kollégám

két módon nevelt majmokat:

Véletlenszerűen választott el
kölyköket az anyjuktól,

és dajkára bízta őket,

aki nevelgette őket.

E majmoknak nem volt anyjuk,
hanem csak dajkájuk.

A többi majmot biológiai anyjuk nevelte.

Felnőve egészen más
állatok váltak belőlük.

Az anyjuk nevelte majmokat
nem érdekelte az alkohol,

szexuálisan nem voltak agresszívak.

Az anya nélkül fölnőtt majmok
agresszívak, szorongók

és alkoholisták lettek.

Közvetlenül születésük után
megvizsgáltuk DNS-üket, hogy tudjuk:

lehet, hogy anyjuk jelöli meg génjüket?

Ott van-e az anya markere
az utódja DNS-ében?

Ezek 14 napos majmok.

Az epigenetikai vizsgálat
modern módszerét láthatjuk.

Föltérképezhetjük a metilációmarker
nevű, a DNS-en lévő kémiai markereket

egy mononukleotidban.

Az egész genomot föltérképezhetjük.

Összevethetjük az anyai neveléssel
és a nélküle fölnőtt majmokat.

Itt ezt ábrán szemléltetjük.

Pirossal jelöltük
az erősebben metilált géneket,

zölddel a gyengébben metiláltakat.

Látható, hogy sok gén változott,

mert az anya hiánya
nemcsak egy tényezőre hat,

hanem valamennyit befolyásolja,

és jelzi, milyen lesz a környező világ,

amikor felnövünk.

Láthatjuk a majmok

gyökeresen eltérő két csoportját.

Mikor megy a változás végbe?

E majmok nem látták anyjukat,

s így szereztek
társadalmi tapasztalatot.

Már születésünkkor tudatosul
bennünk társadalmi státuszunk?

Egy újabb kísérletben megvizsgáltuk

különböző társadalmi státuszú
majmok méhlepényét.

A társadalmi státuszt illetően érdekes,

hogy minden élőlény
hierarchiába rendeződik.

Az egyes számú majom a főnök,

a négyes számú a csicska.

Négy majmot ketrecbe összezárva

mindig lesz köztük főnök és csicska.

Érdekes, hogy az egyes számú
majom sokkal egészségesebb,

mint a négyes számú.

Ha ketrecbe zárjuk össze őket,

az egyes számú nem eszik túl sokat.

A négyes számú sokat fog enni.

A metilációs képen látjuk,
hogy születéskor

elképesztő különbség van

a magas és a kevésbé magas

társadalmi státuszú majmok között.

Már társadalmi információval születünk,

amely se nem jó, se nem rossz,

csupán az életre készít föl,

mert biológiánkat eltérően
kell programoznunk attól függően,

hogy magas vagy alacsony
társadalmi státuszúak vagyunk.

De hogyan tanulmányozható ez embereken?

Nem kísérletezgethetünk, nem tehetünk
ki embereket hányattatásoknak.

De Isten kísérletezget velünk,

ezeket hívjuk természeti csapásoknak.

Kanada történetének egyik
legszörnyűbb természeti csapása

Quebec tartományban történt.

Ez az 1998-as viharos ónos eső volt,

amely a tél közepén tönkretette
az egész elektromos hálózatot,

amikor a hőmérséklet Quebecben

nem haladta meg a mínusz 20–30 °C-t.

Az időben is voltak terhes nők.

Gyerekeiket Suzanne King kolléganőm

15 éven keresztül figyelte.

Ahogy a stressz nőtt, –

a teszt mérésére objektív mércénk van:

Meddig volt áramellátás nélkül?

Az időt flancos nyaralóban
vagy anyósa lakásában töltötte?

Mindezek hozzáadódtak
a társadalmi stresszskálához.

Eltűnődhetünk:

Milyenek voltak a gyerekek?

Kiderült, hogy a stressz-szint
növekedésével nőtt

az autizmus kialakulásának gyakorisága,

több anyagcsere-betegség

és több autoimmun betegség lépett föl.

Összeállíthatjuk a DNS metilációs
térképét, és ismét megfigyelhető,

hogy a stressz fokozódásával
a zöld gének pirossá,

a pirosak zölddé válnak.

Stressz hatására az egész genom átalakul.

Ha programozhatjuk a géneket,

ha nemcsak rabjai vagyunk
genetikai történetünknek,

visszafelé is programozhatjuk a géneket?

Mert az epigenetikai tényezők rákot,

anyagcsere-betegségeket,

elmebetegségeket okozhatnak.

Beszéljünk a kokainfüggőségről!

A kokainfüggőség szörnyű helyzet,

amely halált okozhat.

Kíváncsiak voltunk,

átprogramozhatjuk-e a függő állat agyát,

hogy függősége megszűnjön?

Kokainfüggőségi modellt alkalmaztunk,

amely reprodukálja,
ami az emberben történik.

A gimiben valamelyik barátunk

rávesz a kokain kipróbálására.

Kipróbáljuk, nem történik semmi.

Hónapokkal később valami
eszünkbe juttatja a történteket,

a dílertől kokaint kapunk,

függővé válunk, s életünk megváltozik.

Ezt tettük a patkányokkal is.

Gal Yadid kollégám rászoktatta

az állatokat a kokainra,

aztán egy hónapra megvonta tőlük.

Aztán jellel, a ketrec színével
emlékeztette őket az alkalomra,

amikor először láttak kokaint.

Erre bevadultak.

Addig nyomták kokainért az emelőkart,

amíg bele nem haltak.

Először azt állapítottuk meg,
hogy az állatok abban különböznek,

hogy amíg nincs kokain a láthatáron,

és semmi sem történik,

epigenomjuk átrendeződik.

Génjeik megjelölődnek,

s amikor a jel föltűnik,
genomjuk készen áll

függőségi genotípus kifejlődésére.

Az állatokat vagy a DNS-metilációját
fokozó szerrel kezeltük,

ez volt a vizsgálandó epigenetikus marker,

vagy epigenetikus jelölést csökkentővel.

Megfigyeltük, hogy ha fokoztuk
a metilációt,

az állatok még inkább eszüket vesztik.

Még hevesebben vágyódtak kokainra.

De ha csökkentjük a DNS-metilációt,

az állatok függősége megszűnik.

Átprogramoztuk őket.

A lényegi különbség egy epigenetikus szer

és egyéb szerek között,

hogy epigenetikus szerekkel

kitöröljük az élmény jeleit,

és ha megszűnnek,

és nem térnek vissza,
hacsak nem kerül elő ugyanaz az élmény.

Az állat át van programozva.

Amikor 30 vagy 60 nap elteltével –
ami emberi léptékben több év –

meglátogattuk az állatokat,

még mindig nem voltak függők egyetlen
epigenetikus kezelésnek köszönhetően.

Mit tudtunk meg a DNS-ről?

A DNS nem csak betűk sorozata.

Nem csak forgatókönyv.

A DNS dinamikus mozi.

Tapasztalatunk bekerül
az interaktív filmbe.

Mintha DNS-ünk segítségével
életünk filmjét néznénk

távirányítónk segítségével.

Hozzáadhatunk és elvehetünk
egy-egy színészt.

Ezért a genetika
determinisztikus volta ellenére

szabályozhatjuk génjeinket,

és ez óriási derűlátásra ad okot

bizonyos halálos betegségek,

pl. rák, kóros elmeállapot

új szemléletű kezelését illetően,

ha hiányos alkalmazkodásnak
tekintjük e betegségeket.

S ha epigenetikus módszerrel
avatkozunk közbe,

egy szereplő eltávolításával
visszapergethetjük a filmet,

és új narratívát alkothatunk.

Ma megtudták tőlem,

hogy a DNS két összetevőből,

két információs rétegből áll.

Az első információs réteg régi,

az evolúció sok-sok
millió éve alatt fejlődött ki.

Rögzült, és nagyon nehéz megváltoztatni.

A másik információs réteg
az epigenetikus réteg,

amely nyitott és dinamikus,

és interaktív narratívát állít föl,

amely lehetővé teszi, hogy nagy
mértékben irányítsuk sorsunkat,

hogy befolyásoljuk gyermekeink sorsát,

és remélhetőleg legyűrjük a betegségeket

és a súlyos egészségi jellegű kihívásokat,

amelyek régóta sújtják az emberiséget.

Noha génjeink

meghatároznak bennünket,

bizonyos szabadsági fokunk mégis van,

amely életünkért ránk
ruházza a felelősséget.

Köszönöm.

(Taps)