Epigenetikk – født sånn eller blitt sånn?

Epigenetikk er vitenskapen om arvelige, reversible endringer i måten genene blir brukt på, uten at DNA-et endrer seg. I epigenetikken studerer vi hvordan miljøfaktorer påvirker genuttrykket – altså hvordan miljøet påvirker hvilke gener som er aktive til enhver tid.

Genene inneholder informasjon om alle egenskapene en organisme kan ha, men epigenetiske mekanismer styrer om egenskapene kommer til uttrykk eller ikke. Dette skjer uten at DNA-sekvensen blir endret, altså ikke som ved en mutasjon.

Endringer i genuttrykk kan arves fra celle til celle gjennom celledelingen, eller fra foreldre til avkom gjennom kjønnscellene.

Alle cellene våre har de samme genene, men cellene i øyne, muskler, tarm og hjerne har helt ulike egenskaper. Det er fordi de har ulike gener som er aktive. Cellene blir påvirket av det miljøet de er i. Epigenetiske modifikasjoner (endringer) blir etablert allerede på fosterstadiet og blir senere videreført.

Eksempel: På et tidlig fosterstadium får de cellene som skal danne tarmkanalen, aktivert helt andre gener enn de cellene som skal danne nervesystemet.

CC BY-SA

Bilde: Christoph Bock

De epigenetiske endringene består av metylgrupper som fester seg til DNA-tråden, og endringer av histonene som DNA-tråden er tvunnet rundt. Molekylene binder seg (reversibelt) til DNA-tråden slik at et gen ikke kan leses av så lenge blokkeringen sitter der. Slike epigenetiske faktorer kontrollerer aktiviteten til genene våre.

Når vi blir født, har vi de genene vi har fått fra foreldrene våre, med de miljøpåvirkningene vi har arvet, og de miljøpåvirkningene vi har fått i fosterlivet. Deretter vil vi samle opp egne epigenetiske endringer i arvestoffet vårt gjennom levesett og opplevelser. Kosthold, fysisk aktivitet, søvn og stress er blant de mange miljøfaktorene som kan sette spor i arvestoffet og påvirke hvordan vi blir.

Forskning har vist at endringer i livsstilen kan endre genuttrykket (hvilke gener som er aktive) i løpet av et år.

På samme måte som dirigenten i et orkester styrer hvilke instrumenter som skal spille, og hvor høyt de skal spille til enhver tid, vil epigenetiske faktorer styre hvilke gener som skal være aktive, og hvilke som skal slås av. Akkurat som forskjellige dirigenter og orkestre lager ulike utgaver av det samme musikkstykket, kan epigenetiske faktorer frambringe forskjellig versjoner av organismen på grunnlag av det samme arvematerialet.

Eneggede tvillinger har identiske gener. En eggcelle blir befruktet av en sædcelle, og celledelingen skjer på vanlig måte, men plutselig deler celleklumpen seg i to, uten at vi vet grunnen til det. Eneggede tvillinger er i utgangspunktet helt like fordi de har identisk arvemateriale, men når eneggede tvillinger har ulike egenskaper, er det svært interessant å kartlegge hvilke miljøforskjeller de har vært utsatt for. Det kan gi nyttig informasjon om hvordan gener blir skrudd av og på.

CC BY-SA

Bilde: Kevin Dufendach

Tvillingforskningen avslører hvordan omgivelsene påvirker oss som voksne, som barn og til og med før vi blir født. Det at tvillinger deler på den lille trange plassen i livmora, betyr ikke at de opplever nøyaktig det samme. Hvis én av tvillingene legger beslag på en større del av morkaka, vil den få mer næring og vokse fortere. Forskning tyder på at forskjeller mellom tvillinger oppstår allerede i fosterlivet, og at de kan påvirke utviklingen senere i livet.

Offentlig eie

Bilde: Fran Rogers

Det er svært sjelden at bare den ene tvillingen har ADHD. I minst 80 prosent av tilfellene vil begge tvillingene ha ADHD hvis den ene har det. Arveanlegget spiller en viktig rolle, men genene gir ikke hele forklaringen. Miljøpåvirkninger i en svært tidlig fase, som fødselsproblemer og blodtilførsel i fosterlivet, er faktorer som det forskes på.

Hos et tvillingpar fikk den ene tvillingen diagnosen ADHD tidlig. Han var svært aktiv og pratet i ett sett, mens broren var stille, svært forsiktig og tenkte mye. Etter å ha forsket på flere lignende tvillingpar fant forskerne små forskjeller i en bestemt del av hjernen. Det ser ut til at hårfine forskjeller i omgivelsene, selv før vi blir født, kan bidra til å forme oss til den personen vi blir.

CC BY-NC

Bilde: Maskot

På dette feltet raser debatten videre, selv om tvillingforskere på andre områder ser ut til å komme til enighet. To eneggede tvillinger, Mark og John, som alltid var sammen i oppveksten og var med på de samme aktivitetene med de samme vennene, lurer på hvorfor den ene er homofil og den andre heterofil.

Forskning viser at eneggede tvillinger oftere deler seksuell legning enn toeggede tvillinger. Dette tyder på at en arvelig komponent har betydning, men hvis genene alene var avgjørende, ville alle eneggede tvillingpar hatt samme seksuelle legning. Det er opplagt at miljøfaktorer spiller en rolle her.

Forskning på eneggede tvillinger med forskjellig seksuell legning viser hittil at det kommer mindre an på hvilke gener du har, enn på hvilke gener som er aktive. Det ser ut som om tvillingene har fått skrudd av og aktivert ulike gener.