Trải nghiệm đầu đời được ghi chép vào DNA như thế nào?

Moshe Szyf là một nhà tiên phong trong lĩnh vực nghiên cứu biểu sinh học, ngành khoa học về việc làm thế nào các sinh vật sống tái lập hệ gene của chúng khi phản ứng lại với các nhân tố xã hội như căng thẳng hay việc thiếu thức ăn. Nghiên cứu của ông ấy cho thấy những dấu hiệu hóa sinh truyền từ mẹ sang con, nói cho con non biết loại thế giới nào chúng sẽ sinh sống, và từ đó thay đổi biệu hiện của các gene. "DNA không phải đơn thuần là một chuỗi ký tự, cũng không phải chỉ là một bản thảo". Szyf nói. " DNA là một thước phim năng động, thứ mà các trải nghiệm của ta được ghi chép vào."

Như một sự ngẫu nhiên

trong một quán bar mờ ảo ở Marid

Tôi đã chạm mặt một đồng nghiệp
từ McGill, Michael Meaney

Chúng tôi đang uống một vài ly bia,

và giống như các nhà khoa học hay làm

Anh kể cho tôi về công việc của anh.

Anh ta bảo tôi là anh ta thấy rất thú vị
về cách chuột mẹ liếm con mình

sau khi chúng được sinh ra.

Lúc đó, tôi đã ngồi đó và bảo rằng

"Đây là nơi tiền đóng thuế
của tôi bị hoang phí -

(Tiếng cười)

ở môn khoa học nhẹ nhàng này."

Anh ta bắt đầu kể tôi nghe

rằng loài chuột, cũng như loài người

liếm con theo nhiều cách khác nhau

Vài con mẹ làm việc đó thường xuyên

Vài con khác thì thỉnh thoảng

Và đa số ở giữa mức đó

Nhưng điều thú vị về nó

là khi theo dõi những con con
khi đã trưởng thành

như hàng năm trời trong đời người,
rất lâu sau khi mẹ chúng chết.

Chúng là những động vật khác hoàn toàn

Những con được liếm và ve vuốt nhiều,

những con con được
liếm và vuốt ve nhiều,

không bị căng thẳng.

Chúng có hành vi tình dục rất khác.

Chúng có một lối sống khác

với những con non không được chăm sóc
tận tình như vậy bởi mẹ của chúng.

Nên sau đó tôi tự nghĩ:

Có phải đây là phép màu chăng?

Nó hoạt động như thế nào?

như các nhà di truyền học muốn bạn nghĩ,

có lẽ con mẹ có gene "mẹ ác"

làm những đứa con bị căng thẳng,

rồi nó được truyền qua các thế hệ;

và được quyết định hoàn toàn
bởi di truyền

Hay là có khả năng một thứ gì khác
đang xảy ra ở đây?

Đối với loài chuột, ta có thể đặt câu hỏi
này và tự trả lời nó được.

Vì vậy, việc chúng ta đã làm là
một thí nghiệm đánh tráo con.

Bạn cần phải tách các con chuột con
ngay từ khi mới sinh,

cho hai loại chuột mẹ nuôi con khác nhau -

Không phải mẹ thật sự, nhưng là
người mẹ sẽ chăm sóc chúng:

những con mẹ hay liếm láp và
không hay liếm láp

Ta cũng có thể làm điều ngược lại
với những con non ít được vuốt ve.

Và câu trả lời đáng chú ý là,

Nó không quan trọng gene nào
bạn có từ mẹ bạn.

Nó không phải là chuột mẹ ruột
quyết định đặc điểm những con non này.

Mà chính là con mẹ nào đã chăm sóc chúng.

Vậy làm thế nào điều này
có thể vận hành như vậy?

Tôi là một nhà biểu sinh học.

Tôi thích cách các gene được đánh dấu

bởi một dấu hiệu hóa học

trong suốt sự hình thành phôi, trong
thời gian chúng ta trong tử cung của mẹ,

và quyết định gene nào sẽ được biểu hiện

ở loại mô nào.

các gene được biểu hiện ở não khác với
các gene biểu hiện ở gan và mắt.

Và chúng tôi nghĩ: liệu có thể

là người mẹ bằng cách nào đó
lập trình lại gene của con mình

thông qua hành vi của mình?

Và chúng tôi dành ra 10 năm,

và tìm ra rằng có một chuỗi liên tục
những sự kiện sinh hóa

trong đó việc liếm láp và chải chuốt
của người mẹ, sự chăm sóc của người mẹ

được diễn giải thành các tín hiệu sinh hóa

đi vào trong nhân tế bào và vào DNA

và lập trình nó khác đi.

Và bây giờ con vật có thể
tự chuẩn bị cho cuộc sống của nó

Liệu cuộc sống sẽ khắc nghiệt chăng?

Liệu sẽ có nhiều thức ăn chăng?

Liệu sẽ có nhiều mèo và rắn xung quanh,

hay tôi sẽ sống ở một khu thượng lưu

nơi tất cả những gì tôi phải làm
là cư xử tốt và phù hợp,

và điều đó khiến tôi
được xã hội chấp nhận?

Bây giờ người ta có thể nghĩ
quá trình này quan trọng tới mức nào

với cuộc sống của ta.

Chúng ta thừa hưởng DNA từ tổ tiên

DNA thì cũ rồi

Nó tiến hóa trong suốt quá trình tiến hoá

Nhưng nó không cho ta biết
liệu bạn sẽ được sinh ở Stockholm,

nơi ngày dài vào mùa hè
và ngắn vào mùa đông,

hay ở Ecuador,

nơi có số giờ cho ngày và đêm
bằng nhau quanh năm.

và nó có một [tác động] rất lớn
đến sinh lý của chúng ta.

Những gì ta cho là
những gì có lẽ xảy ra lúc đầu đời

những dấu hiệu đó đến thông qua người mẹ

bảo đứa trẻ về thế giới xã hội
mà chúng sẽ sống

Nó sẽ khắc nghiệt, và bạn tốt hơn hết là
nên lo lắng và căng thẳng,

hoặc nó sẽ là một thế giới sống dễ dàng
và bạn phải trở nên khác đi.

Liệu nó sẽ là một thế giới tràn ngập
ánh sáng hay với rất ít ánh sáng?

Liệ nó sẽ là một thế giới với vô số
thức ăn hay rất ít thức ăn?

Nếu chẳng có thức ăn,

Bạn phải phát triển bộ óc để biết
ăn ngấu nghiến mỗi khi bạn thấy thức ăn,

hoặc dự trữ từng mẫu thức ăn
bạn có dưới dạng mỡ.

Vậy điều đó là tốt.

Sự tiến hóa đã lựa chọn điều này

để cho phép bộ DNA cũ và cố định của ta
hoạt động theo một cách năng động

ở những môi trường mới.

Nhưng sai sót cũng có thể xảy ra

ví dụ như nếu sinh ra trong
một gia đình nghèo

Và tín hiệu là: "Bạn tố nhất
nên nuốt chửng,

bạn tốt nhất nên ăn bất cứ thực phẩm nào
mà bạn bắt gặp.

Nhưng nay ta, con người,
với bộ não đã tiến hóa

đã làm thay đổi sự tiến hoá
thậm chí nhanh hơn

Bạn có thể mua McDonald's giá một đô-la

Thành ra sự chuẩn bị
chúng ta có từ mẹ chúng ta

trở nên không phù hợp cho thích nghi.

Chính sự chuẩn bị đáng lẽ sẽ bảo vệ
chúng ta khỏi cơn đói và nạn đói

sẽ gây ra bệnh béo phì,

những bệnh tim mạch
và những bệnh về trao đổi chất.

Vì vậy, quan niệm rằng gene có thể
được đánh dấu bởi trải nghiệm

và đặc biệt những trải nghiệm đầu đời

có thể cho ta một sự giải thích thống nhất

cho cả sức khỏe và bệnh tật.

Nhưng liệu nó chỉ đúng cho loài chuột?

vấn đề là chúng ta không thể thử
nghiệm trên con người,

vì về mặt đạo đức, ta không thể kiểm soát
rủi ro ở trẻ em theo cách ngẫu nhiên.

Vì thế nếu một đứa trẻ nghèo phát triển
với các đặc điểm nhất định,

chúng ta không thể biết đó là do nghèo khó

hay là những người nghèo có những gene xấu

Vì vậy các nhà di truyền học sẽ bảo rằng
người nghèo nghèo

vì gen của họ làm họ nghèo

Các nhà biểu sinh học sẽ bảo bạn rằng

người nghèo sống trong môi trường
không tốt hoặc môi trường nghèo khó

những nơi tạo ra tính trạng đó,
đặc điểm đó.

Bây giờ chúng ta sẽ cùng xem xét anh
em họ hàng của ta, loài khỉ

Đồng nghiệp của tôi, Stephen Suomi,
đã chăm nuôi những con khỉ

theo hai cách khác nhau:

ngẫu nhiên tách con con khỏi mẹ

và một y tá chăm sóc con con đó

đóng thay vai trò cho các điều kiện
của việc làm mẹ.

Những con khỉ đó không có mẹ;
chúng có một y tá.

Những con khác được nuôi bởi mẹ đẻ.

Và khi chúng già, chúng khác hoàn toàn

Những con khỉ có mẹ thì không thích rượu,

không gây hấn để quyến rũ bạn tình.

Còn những con không mẹ thì hiếu chiến,
căng thẳng

và nghiện rượu

Vì vậy chúng tôi xem lại DNA của chúng
sau khi sinh và thấy rằng:

Có thể nào con mẹ đang đánh dấu hay không?

Có dấu hiệu của con mẹ trong DNA
của con con hay không?

Đây là những con khỉ 14 ngày tuổi

còn thứ bạn thấy đây là một cách hiện đại
chúng tôi dùng để tìm hiểu biểu sinh học.

Chúng ta có thể vẽ ra những dấu hiệu
hóa học mà được gọi là điểm methyl hóa

trên DNA với độ phân giải
đến từng nu-clê-ô-tít.

Ta có thể vẽ bản đồ toàn bộ hệ gene.

Giờ chúng ta có thể so sánh cá thể khỉ
có mẹ hay không có mẹ.

Và đây là sự trình bày
trực quan cho điều đó

Cái bạn thấy là các gene
bị methyl hoá có màu đỏ.

Các gene ít bị methyl hóa hơn thì màu xanh

Các bạn cũng thấy có nhiều gen
đang thay đổi

Vì không có mẹ không chỉ là một vấn đề

nó ảnh hưởng toàn bộ quá trình;

Nó gửi tín hiệu về toàn bộ quá trình
thế giới của bạn sẽ trông ra sao

khi bạn trưởng thành.

Và bạn cũng có thể nhìn thấy hai nhóm khỉ

cực kì tách biệt với nhau.

Điều này phát triển sớm như thế nào?

Các con khỉ này đã
không được trông thấy mẹ

nên chúng có một trải nghiệm xã hội.

Liệu chúng ta có thể nhận thức được
địa vị xã hội ngay khi mới sinh không?

Nên trong thí nghiệm này, chúng tôi
lấy đi nhau thai của những con khỉ

có địa vị xã hội khác nhau.

Điều thú vị về thứ bậc xã hội là
xuyên suốt tất cả các dạng sống,

chúng sẽ cấu hình chính chúng
theo cấp bậc.

Con khỉ số một là chủ;

con khỉ thứ tư là kẻ làm việc.

Bạn đặt bốn con vào chung một chuồng,

sẽ luôn luôn có một con làm chủ
và một con làm việc

Một điều thú vị là con khỉ số một

khỏe mạnh hơn con khỉ số bốn

Và nếu đặt hai con vào một chuồng,

thì con khỉ số một ăn không nhiều bằng.

con khỉ số bốn thì lại ăn [rất nhiều].

Và các bạn thấy đây
trong việc lập bản đồ methyl hoá này,

việc tách ra ngay sau khi sinh

ở các con có địa vị xã hội cao

so với những con không có địa vị cao.

Vậy nên khi được sinh ra ta đã biết
về các thông tin xã hội,

và các thông tin xã hội đó
không tốt hoặc xấu,

nó chỉ chuẩn bị cho ta vào đời,

Vì chúng ta phải lập trình
hệ sinh học theo một cách khác.

nếu chúng ta ở cấp bậc cao
hay thấp trong xã hội.

Nhưng làm sao bạn nghiên cứu
điều này ở người?

Chúng ta không thể làm thí nghiệm,
ta cũng không thể kiểm soát rủi ro ở người

Nhưng Chúa làm thí nghiệm với người,

và nó được gọi là thảm hoạ tự nhiên.

Một trong những thảm họa
kinh hoàng nhất lịch sử Canada

xảy ra ở tỉnh Quebec của tôi.

Đó là trận bão tuyết năm 1998.

Chúng tôi mất toàn bộ
mạng lưới điện bởi một trận bão tuyết

khi nhiệt độ xuống đến,
trong sự chết chốc của mùa đông ở Quebec,

âm 20 đến âm 30 độ.

Có những bà mẹ đang mang thai
vào thời gian đó

Và đồng nghiệp Suzanne King của tôi đã
theo dõi những đứa con của các bà mẹ này.

trong 15 năm.

Và điều đã xảy ra là,
khi sự căng thẳng gia tăng -

và ở đây chúng tôi đã có cách đo
khách quan căng thẳng:

Bạn đã mất điện trong bao lâu?
Bạn dành thời gian của bạn ở đâu?

Liệu đó là ở nhà mẹ chồng/vợ hay
một ngôi nhà nông thôn sang trọng nào đó?

Tất cả các thứ này gộp lại
tạo một thang đo căng thẳng xã hội,

và bạn có thể hỏi rằng:

Bọn trẻ kia đã trông như thế nào?

Dường như rằng khi stress gia tăng,

các đứa trẻ bị
bệnh tự kỷ nhiều hơn

chúng bị nhiều bệnh liên quan đến
chuyển hoá hơn.

và chúng bị nhiều bệnh tự miễn hơn.

Chúng tôi đã lập bản đồ
tình trạng methyl hoá,

và một lần nữa, và bạn sẽ thấy gene xanh
trở nên đỏ khi mức độ căng thẳng tăng cao,

và các gene đỏ biến thành xanh
khi sự căng thẳng tăng,

một sự sắp xếp lại của cả một hệ gene
khi phản ứng lại với sự căng thẳng.

Vậy nếu chúng ta có thể
lập trình các gene

Nếu chúng ta không phải chỉ là nô lệ
của lịch sử của các gene của chúng ta,

rằng chúng có thể được lập trình,
ta có thể "phản" lập trình chúng không?

Vì các nguyên nhân biểu sinh có thể
gây ra các bệnh như ung thư

bệnh liên quan đến trao đổi chất

và các bệnh về sức khoẻ thần kinh.

Bây giờ ta hãy nói về chứng nghiện cocaine.

Nghiện cocaine là
một bệnh trạng kinh khủng

có thể dẫn đến tử vong và
sự mất đi chất lượng sống của con người.

Chúng ta đã đặt ra câu hỏi:

rằng ta có thể tái lập bộ não bị nghiện

để làm cho con vật đó không bị nghiện nữa?

Chúng tôi đã dùng
một mô hình nghiện cocaine

tóm lược lại những gì xảy ra ở người.

Ở con người, khi bạn học trung học,

Vài đứa bạn bảo bạn dùng cocaine,

bạn dùng cocaine, và chẳng có gì xảy ra.

hàng tháng trôi qua, có gì đó làm bạn nhớ
những gì đã xảy ra trong lần đầu tiên đó,

Một sự thúc đẩy đẩy bạn đến với cocaine,

Thế rồi bạn bị nghiện
và cuộc đời bạn thay đổi.

Ở chuột, chúng tôi làm điều tương tự.

Đồng nghiệp của tôi, Gal Yadid,

đã huấn luyện loài vật này
cho chúng quen với cocaine,

sau đó là một tháng không cocaine.

Sau đó gợi lại cho chúng về lần đầu tiên
chúng nhìn thấy cocaine

bằng việc gợi lại màu của cái lồng
nơi lần đầu chúng thấy cocaine.

Và chúng trở nên điên cuồng.

Chúng sẽ ấn cái bẩy để lấy được cocaine

cho đến khi chết.

Ban đầu chúng tôi cho rằng sự khác biệt
giữa các con vật này

là trong suốt thời kì trên, khi
không có gì xảy ra,

không có cocaine xung quanh,

hệ gene biểu sinh của chúng
được bố trí lại.

Các gene của chúng được
đánh dấu lại theo một cách khác,

và khi có gì gợi nhớ
thì hệ gene đó đã sẵn sàng

để phát triển tính trạng
nghiện cocaine này.

Vì thế nên chúng tôi đã điều trị chúng với
thuốc hoặc là làm tăng sự methyl hoá DNA,

thứ đã là dấu hiệu gene
biểu sinh để theo dõi,

hoặc là giảm những điểm đánh dấu
gene biểu sinh.

Và chúng tôi thấy rằng nếu gia tăng sự
methyl hoá,

các con vật thậm chí còn
phát điên hơn nữa.

Chúng trở nên thèm khát cocaine,

Nhưng nếu chúng tôi
giảm sự methyl hoá DNA,

thì chúng không bị nghiện nữa.

Chúng tôi đã tái lập trình chúng.

và một sự khác biệt cơ bản giữa
thuốc biểu sinh

và các loại thuốc khác

là với thuốc biểu sinh

chúng tôi loại bỏ những tín hiệu
từ sự trải nghiệm,

và khi chúng đã biến mất,

chúng sẽ không quay lại
nếu bạn không có trải nghiệm tương tự.

Loài vật giờ đã được lập trình lại.

Vậy nên khi chúng tôi thăm chúng 30, 60
ngày sau đó,

tương đương với nhiều năm của
cuộc đời con người,

chúng vẫn không bị nghiện - bởi
chỉ một cách điều trị biểu sinh duy nhất.

Vậy ta đã học được gì về DNA?

DNA không phải chỉ là một chuỗi các ký tự;

Cũng không phải chỉ là một bản thảo.

DNA là một bộ phim năng động.

Trải nghiệm của ta đang được ghi vào
bộ phim đó, thứ mang tính tương tác.

Bạn giống như đang xem một bộ phim
về đời mình, với DNA,

với cái điều khiển từ xa của bạn.

Bạn có thể loại bỏ một diễn viên
và thêm vào một diễn viên.

Và vì vậy bạn có, mặc cho bản chất
định tính của di truyền học,

Bạn có sự kiểm soát cách các gene
của mình biểu hiện,

và điều này tạo ra một thông điệp
tích cực to lớn

cho khả năng đối mặt
với một số bệnh nan y

như là ung thư, sức khoẻ thần kinh,

theo một cách tiếp cận mới,

nhìn nhận chúng như sự không thích nghi.

Và nếu ta có thể can thiệp
một cách biểu sinh,

[ta có thể] đảo ngược cuốn phim bằng việc
thay thế một diễn viên

và thiết lập một cốt truyện mới.

Vậy những gì tôi đã kể cho
các bạn nghe hôm nay,

DNA của chúng ta được cấu thành
bởi hai thành phần,

hai lớp thông tin,

Một lớp thông tin thì cũ,

tiến hóa từ hàng triệu năm
của quá trình tiến hoá.

Nó được cố định và rất khó để thay đổi.

Lớp thông tin còn lại là
lớp gene biểu sinh,

rất cởi mở và năng động

và tạo nên một câu chuyện
mang tính tương tác,

cho phép ta nắm trong tay, đến mức độ
nào đó, số phận của mình.

để giúp cho các số phận của các đứa trẻ

và hy vọng là để chiến thắng bệnh tật

và những vấn đề sức khoẻ nghiêm trọng,

những căn bệnh đã hành hạ
loài người trong một thời gian dài.

Mặc dù chúng ta được xác định

bởi hệ gene của mình,

chúng ta vẫn có được một mức độ tự do

thứ có thể thiết lập cuộc sống của ta
thành một cuộc sống đầy trách nhiệm.

Cảm ơn

(Tiếng vỗ tay)