V reviji Nature Neuroscience so tako objavili študijo, v kateri so znanstveniki miši trenirali, da so določen vonj povezovale z nevarnostjo oziroma nelagodjem. Odpor do tega vonja so miši prenesle tudi na svoje mladiče in vnuke.

Miši so naučili, da so se bale vonja, podobnega vonju češnjevih cvetov. Nato so proučevali epigenetske spremembe v njihovih spermijih. Ugotovili so, da je območje, odgovorno za občutljivost na vonj češnjevih cvetov, postalo dejavnejše. Tako so bili njihovi potomci, kot tudi potomci teh potomcev, zelo občutljivi na ta vonj in so se ga izogibali, čeprav se prej v svojem življenju z njim niso nikoli srečali. Opazili so tudi spremembe v strukturi njihovih možganov. Ugotovitev študije je, da izkušnje staršev, tudi preden ti spočnejo zarodke, vplivajo na strukturo in delovanje živčnega sistema pri potomcih. Ti rezultati dokazujejo obstoj medgeneracijskega dedovanja epigenetskih sprememb, kar pomeni, da okolje lahko vpliva na genetiko posameznikov, ki spremembe nato posredujejo svojim potomcem.

Glede na izide študije strokovnjaki menijo, da bi bilo tudi pri javnem zdravstvu treba upoštevati medgeneracijsko epigenetiko, saj verjetno brez upoštevanja večgeneracijskega pristopa ne bomo razumeli porasta nevropsihiatričnih motenj, debelosti, diabetesa in presnovnih napak.

Genetika ali okolje – kaj odloča o tem, kakšni smo?
Nedvomno je velik del tega, kdo smo, odvisen od genov, ki jih podedujemo od staršev. Naše vsakodnevno življenje lahko spreminja naš epigenom, kar pomeni, da tudi okolje močno vpliva na nas. Glede na dozdajšnje raziskave so nekatere epigenetske spremembe, pridobljene v življenju, tudi dedne. Tako vodne bolhe v okolju, kjer je veliko plenilcev, razvijejo velike, obrambne hrbtenice. Njihovi potomci imajo to značilnost, tudi če v okolju ni veliko plenilcev.

V okolju, kjer je veliko plenilcev, se ne bo dedoval spomin o begu pred plenilci, ampak epigenetske spremembe, do katerih je prišlo pri organizmu, ki je živel v okolju, kjer je bil stalno na begu. Pri njegovih potomcih se to lahko pokaže v drugače razvitih mišicah. Treba se je zavedati, da potencial za tak razvoj pri potomcu že obstaja (v obliki genske zasnove), zaradi načina življenja njegovih staršev pa se aktivira.

Tudi prehrana ima lahko dolgoročne posledice. Pri ljudeh so ugotovili, da materina prehrana med nosečnostjo pomembno vpliva na otrokovo DNK in lahko poveča tveganje za otrokovo debelost. Če se mati prehranjuje z zelo malo ogljikovimi hidrati, to privede do epigenetskih sprememb pri otroku, zaradi katerih ima lahko v poznejših letih težave z debelostjo. Otrok v maternici namreč predvideva okolje, v katero se bo rodil in pri tem pa upošteva signale, ki jih dobiva od matere. Za folate, vitamin B12, selen, polifenole iz zelenega čaja in bioflavonoide je znano, da spreminjajo metilacijo DNA pri ljudeh. A te spremembe so kratkoročne in verjetno niso dedne.

Epigenetske spremembe so pomembne tudi pri diferenciaciji matičnih celic v specializirane celice. Vse celice v našem telesu imajo v osnovi enako zaporedje DNK, v njih pa se zaradi različnih epigenetskih vzorcev prepisujejo različnih geni. Zato nastanejo tako različne celice, kot so krvne celice, živčne celice, kožne celice, spolne celice in druge. Napačna metilacija določenih genov lahko povzroči razne bolezni (npr. Angelmanov sindrom), verjetno pa povzroča tudi raka (zaradi aktivacije genov, ki spodbujajo rast celic ali zaradi inaktivacije tumor supresorskih genov).

Kaj je epigenetika?
Epigenetika je neke vrste osebni dnevnik celice ali organizma, ki se lahko tudi deduje. Strokovni izraz epigenetika so skovali že v 40. letih 20. stoletja. Dobesedno beseda epigenom pomeni »nad genomom« in opisuje spremembe na DNK-ju, kjer ne gre za spremembo zaporedja DNK-ja, vseeno pa te spremembe vplivajo na izražanje genov. Kot primer: odgovor na vprašanje, zakaj samo eden izmed identičnih dvojčkov zboli za rakom, se nahaja v razumevanju epigenetike.

DNK se v celici nahaja v jedru in predstavlja načrt, po katerem so zgrajeni organizmi. Encimi vežejo metilne skupine (skupek ogljika in vodika, CH3-) na molekulo DNK, pogosto na začetku genov, na ista mesta, kjer se vežejo proteini, ki aktivirajo prepisovanje gena. Metilne skupine blokirajo vezavo proteinov in tak gen se po navadi ne prepisuje. Ta proces dodajanja metilnih skupin imenujemo metilacija. Razporeditev metilnih skupin po DNK-ju se v življenju lahko zelo spreminja, na določenih mestih pa se lahko ohranja tudi celo življenje. Epigenetske spremembe povzročijo drugačno izražanje genov. Razporeditev skupin po DNK-ju je lahko posledica okolja, medcelične signalizacije ali je podedovana. Metilacija ni edini proces, ki spreminja naš epigenom, je pa eden od najbolje raziskanih.

Pri sesalcih se epigenetske značke zbrišejo dvakrat v življenju. Prvič takoj po oploditvi in drugič med razvojem prednikov spolnih celic. Ob oploditvi se izbrišejo predvsem epigenetske značke pri spermijih, nekatere maternalne oznake pa se lahko ohranijo. Pri razvoju spolnih celic poteka obširnejši izbris epigenetskih informacij. Nekatere epigenetske oznake, ki se ne izbrišejo v obeh ciklih reprogramiranja, nosijo informacije pri medgeneracijskem epigenetskem dedovanju. Poenostavljeno bi lahko rekli, da se podatki prenašajo med generacijami ne samo z vsebino genov, ampak tudi z njihovo topologijo.

Dr. Mojca Jež, univ. dipl. biotehn.