Epigenetikk – fødd sånn eller blitt sånn?

Epigenetikk er vitskapen om arvelege, reversible endringar i måten gena blir brukte på, utan at DNA-et endrar seg. I epigenetikken studerer vi korleis miljøfaktorar påverkar genuttrykket – altså korleis miljøet påverkar kva gen som er aktive til kvar tid.

Gena inneheld informasjon om alle eigenskapane ein organisme kan ha, men epigenetiske mekanismar styrer om eigenskapane kjem til uttrykk eller ikkje. Dette skjer utan at DNA-sekvensen blir endra, altså ikkje som ved ein mutasjon.

Endringar i genuttrykk kan arvast frå celle til celle gjennom celledelinga, eller frå foreldre til avkom gjennom kjønnscellene.

Alle cellene våre har dei same gena, men cellene i auge, musklar, tarm og hjerne har heilt ulike eigenskapar. Det er fordi dei har ulike gen som er aktive. Cellene blir påverka av det miljøet dei er i. Epigenetiske modifikasjonar (endringar) blir etablerte allereie på fosterstadiet og blir seinare vidareførte.

Døme: På eit tidleg fosterstadium får dei cellene som skal danne tarmkanalen, aktivert heilt andre gen enn dei cellene som skal danne nervesystemet.

CC BY-SA

Bilete: Christoph Bock

Dei epigenetiske endringane består av metylgrupper som festar seg til DNA-tråden, og endringar av histona som DNA-tråden er tvinna rundt. Molekyla bind seg (reversibelt) til DNA-tråden slik at eit gen ikkje kan lesast av så lenge blokkeringa sit der. Slike epigenetiske faktorar kontrollerer aktiviteten til gena våre.

Når vi blir fødde, har vi dei gena vi har fått frå foreldra våre, med dei miljøpåverknadene vi har arva, og dei miljøpåverknadene vi har fått i fosterlivet. Deretter vil vi samle opp eigne epigenetiske endringar i arvestoffet vårt gjennom levesett og opplevingar. Kosthald, fysisk aktivitet, søvn og stress er blant dei mange miljøfaktorane som kan setje spor i arvestoffet og påverke korleis vi blir.

Forsking har vist at endringar i livsstilen kan endre genuttrykket (kva gen som er aktive) i løpet av eitt år.

På same måte som dirigenten i eit orkester styrer kva instrument som skal spele, og kor høgt dei skal spele til kvar tid, vil epigenetiske faktorar styre kva for nokre gen som skal vere aktive, og kva for nokre av dei som skal slåast av. Akkurat slik ulike dirigentar og orkester lagar ulike utgåver av det same musikkstykket, kan epigenetiske faktorar føre til ulike versjonar av organismen på grunnlag av det same arvematerialet.

Einegga tvillingar har identiske gen. Ei eggcelle blir befrukta av ei sædcelle, og celledelinga skjer på vanleg måte, men plutseleg deler celleklumpen seg i to, utan at vi veit årsaka til det. Einegga tvillingar er i utgangspunktet heilt like fordi dei har identisk arvemateriale, men når einegga tvillingar har ulike eigenskapar, er det særs interessant å kartleggje kva for nokre miljøforskjellar dei har vore utsette for. Det kan gi nyttig informasjon om korleis gen blir skrudde av og på.

CC BY-SA

Bilete: Kevin Dufendach

Tvillingforskinga avslører korleis omgivnadene påverkar oss som vaksne, som barn og til og med før vi blir fødde. Det at tvillingar deler på den vesle tronge plassen i livmora, betyr ikkje at dei opplever nøyaktig det same. Viss éin av tvillingane legg beslag på ein større del av morkaka, vil han få meir næring og vekse fortare. Forsking tyder på at forskjellar mellom tvillingar oppstår allereie i fosterlivet, og at dei kan påverke utviklinga seinare i livet.

Offentleg eige

Bilete: Fran Rogers

Det er svært sjeldan at berre den eine tvillingen har ADHD. I minst 80 prosent av tilfella vil begge tvillingane ha ADHD dersom den eine har det. Arveanlegget speler ei viktig rolle, men gena gir ikkje heile forklaringa. Miljøpåverknader i ein svært tidleg fase, som fødselsproblem og blodtilførsel i fosterlivet, er faktorar som det blir forska på.

Hos eit tvillingpar fekk den eine tvillingen diagnosen ADHD tidleg. Han var svært aktiv og prata i eitt sett, medan broren var stille, svært forsiktig og tenkte mykje. Etter å ha forska på fleire liknande tvillingpar fann forskarane små forskjellar i ein bestemd del av hjernen. Det ser ut til at hårfine forskjellar i omgivnadene, sjølv før vi blir fødde, kan bidra til å forme oss til den personen vi blir.

CC BY-NC

Bilete: Maskot

På dette feltet rasar debatten vidare, sjølv om tvillingforskarar på andre område ser ut til å kome til semje. To einegga tvillingar, Mark og John, som alltid var saman i oppveksten og var med på dei same aktivitetane med dei same venene, lurer på kvifor den eine er homofil og den andre heterofil.

Forsking viser at einegga tvillingar oftare deler seksuell legning enn toegga tvillingar. Dette tyder på at ein arveleg komponent har noko å seie, men viss gena åleine var avgjerande, ville alle einegga tvillingpar hatt same seksuelle legning. Det er opplagt at miljøfaktorar speler ei rolle her.

Forsking på einegga tvillingar med ulik seksuell legning viser hittil at det kjem mindre an på kva gen du har, enn på kva gen som er aktive. Det ser ut som om tvillingane har fått skrudd av og aktivert ulike genar.