Kinga, Kincső
19 °C
31 °C

A szülők génjei harcolnak a gyerekben

2012.07.25. 17:56
A békés családi idill a házaspárok és a gyermekek álma, de vajon a génjeink is ezt akarják? Az utóbbi évek kutatásai rendkívül érdekes fejleményekkel szolgáltak e kérdést illetően.

Catherine Dulac és munkatársai a Harvard egyetemen kimutatták, hogy sok gén – főként az agyban kifejeződőek – működése attól függ, hogy a gén adott példányát az anyától vagy az apától örököltük (mindkét szülőtől kapunk egy-egy kópiát, ezért vagyunk úgynevezett diploid szervezetek).

Kiderült, hogy a két szülő genetikai eszközök bevetésével ellentétes érzelmekre és cselekvésekre készteti az utódot, a szülői gének részéről vetélkedés folyik a gyermek viselkedésének irányításáért. A genom nem egy tervrajz, hanem inkább egy receptkönyv, amiből a sejt kiolvassa a működéséhez szükséges információkat. A DNS azonban egy különleges receptkönyv: attól függően, hogy milyen szemüveget használunk, az ételfőzés más-más módjai olvashatóak ki ugyanabból a szövegből.

A legjobb példa ennek illusztrálására a két nem kialakulása. Az ember alapértelmezett genetikai programja a női program. A program futásának irányát egyetlen fehérje – a pici Y kromoszómán elhelyezkedő SRY gén által kódolt TDF (here meghatározó faktor) – képes a férfivá való fejlődés irányába fordítani. Ebből következően, ha egy XY kromoszómával rendelkező személy SRY génje mutáns, nő lesz az illető, igaz, terméketlen. A szülői konfliktusok genetikája is a DNS eltérő működtetésén alapul. Mielőtt részleteznénk magát a folyamatot és annak következményeit, tisztázzuk röviden az alapokat és az előzményeket.

Kulcsszó: epigenetika

A molekuláris biológia legizgalmasabb kérdéseinek egyike az, hogy miként szabályozódnak a gének, illetve a teljes genom. Régóta tudjuk azt, hogy a gének kódolják a sejt „igáslovait”, a fehérjéket, amelyek feladata a sejt alapvetően fontos és apró-cseprő feladatainak elvégzése. Az is ismert, hogy minden testi sejtünk ugyanazt a DNS-t hordozza. A kérdés az, hogy honnan tudja egy őssejt, hogy idegsejtté, vagy májsejtté alakuljon, illetve mi határozza meg azt, hogy egy idegsejt DNS-e másként működjön, mint egy májsejté. A válasz a kérdésre: epigenetika.

Az epigenetika a modern biológia egy legfontosabb kulcsszavává vált napjainkra. Ez a tudományterület azt kutatja, hogy mi szabályozza a gének működését, hogyan lehetséges az, hogy két hajszálpontosan megegyező gén eltérőképpen fejeződhet ki (eltérő mennyiségű fehérjét fejez ki, eltérő időzítésben, esetleg más típusú sejtekben). A fehérjéket kódoló gének kifejeződését genetikai szabályozó elemek (úgynevezett promóterek és enhanszerek) irányítják azáltal, hogy szabályozó fehérjéket (transzkripciós faktorokat) vonzanak magukhoz, amelyek meghatározzák, hogy az RNS polimeráz enzim milyen gyakorisággal képezzen hírvivő RNS-eket (ezek az RNS-ek viszik a DNS üzenetét a sejtplazmába, ahol fehérjemolekulákká olvasódnak le).

epigenetika
Fotó: Wikipedia

Itt jön a képbe az epigenetika. Ha a DNS molekulához, főleg annak a szabályozó részéhez, metilgyökök (-CH3) kapcsolódnak, akkor nem, vagy alig képződik hírvivő RNS róluk. A DNS programozott időbeli kémiai (epigenetikai) módosítása irányítja az egyedfejlődést, illetve később a felnőtt test működését.

Ismert volt korábbról, hogy néhány gén metilációs mintázata átöröklődik szülőkről utódra is, ezt a folyamatot nevezzük genetikai imprintingnek. Ha tehát egy apa a heréjének ősivarsejtjeiben imprintál egy gént, akkor az a gén az utódban nem fog működni, ugyanígy az anyai petefészek ősivarsejtjeiben imprintálódó gén is működésképtelen lesz az utódban. Így például, ha egy apailag imprintált gén anyai kópiája sem működik (például mutáció következtében), akkor betegség alakulhat ki, mivel a gén egyetlen példánya sem aktív. Ilyen betegség például a Prader–Willy- és az Angelmann-szindróma, mindkét rendellenesség súlyos mentális visszamaradást eredményez.

Az anyai és apai DNS konfliktusa

A genetikai imprinting funkcióját misztikus rejtély övezte egészen az utóbbi időkig. Dulac és kollégái e folyamat egy megdöbbentő aspektusát leplezték le a tekintélyes Science magazinban. A kutatók az egér össz-genom szintű génkifejeződésének vizsgálata során azt tapasztalták, hogy a magzatban zömében az anyától származó gének fejeződnek ki, azonban a fiatal egerek agyában kiegyenlített verseny folyik a szülői gének között a kifejeződésért, míg felnőtt korra az apai gének dominálnak. A tanulmány 1300, idegsejtekben kifejeződő gén esetében mutatott ki szülői irányban való eltérést a gének kifejeződésében (az emlős fajok génjeinek száma 20-22 ezer körüli).

Ez az eredmény szakmailag azért is meglepő, mert eddig abban a hitben voltunk, hogy a korábban ismert, kevesebb mint száz, imprintált gén száma végleges. Másrészt maga a jelenség különleges abban is, hogy az ivarsejtképződés során történő imprinting felülíródik az egyed fejlődése során; tehát az nem egész életre szól, mint ahogy eddig gondoltuk, hanem dinamikusan változik az élet során. Az imprintált gének nagy száma azt mutatja, hogy ez a folyamat alapvető szerepet játszik az egyed fejlődésében és a viselkedés meghatározásában. A kutatók azt találták, hogy az agyi régiók körülbelül egynegyede érintett az epigenetikai módosításokban.

Különösen azon agyterületetek génjei imprintálódtak, amelyek a szaporodással, a táplálkozással, a fájdalomérzéssel, a szociális viselkedéssel és a motivációval kapcsolatosak. A magzat érintett génjeinek 61 százaléka az anyai gének által szabályozott, míg a felnőtt állatoknál ez az arány 70 százalék lesz az apai gének javára. Figyelmet érdemlő a genetikai imprinting agyi mintázata. A lényeg az, hogy az anyai gének epigenetikai szabályozása csökkenti a versengést a hipotalamusz funkció gátlásával, míg az apai gének az együttműködést csökkentik az agykéreg (mediális prefrontális kéreg) működésének gátlásával. Az egér csak modellállat, ám Dulac szerint ugyanezek a folyamatok az emberben is hasonlóan működnek.

tk3s 1059289770

Vajon mi ennek az egésznek az értelme? A kérdés megválaszolásához hívjuk segítségül Richard Dawkins és David Haig elképzeléseit. Dawkins „önző gén” elmélete szerint a természetes szelekció nem az egyedekre, hanem a génekre hat. A gének tehát folytonos harcban állnak egymással, habár egy egyedben a többi génnel összefogva küzdenek más egyedek génkoalíciói ellen. Vita lenne a koalícióban, mint azt a fenti eredmények sejtetik? Haig szerint konfliktus van a szülői DNS-ek között, amelynek alapja az, hogy az anya biztos lehet abban, hogy jövendő gyerekei az ő DNS-ének felét kapják, az apa azonban bizonytalan partnere hűségében és kitartásában.

Ez az eltérő attitűd az anya szervezetét arra adaptálja, hogy spóroljon az utód táplálásán, hiszen egészségesen kell nekivágnia a következő gyermek kihordásának. Az apai genom viszont önző módon többet juttatna a jelen magzatnak, mivel nem biztos abban, hogy lesz még alkalma társulni ezzel az anyai genommal. Valóban, találtak is evidenciákat arra vonatkozóan, hogy az apai gének segítik az embrió növekedését, az anyaiak viszont korlátozzák azt. Dulac eredményei még messzebbre vezetnek. A szülők génjei a gyereket arra kényszerítik, hogy az ő érdekeik érvényesítője legyen: kisgyerekkorban szeresse az anyát és a kistestvéreket (az anyai DNS parancsa), később azonban legyen önző velük, és inkább magával és az apjával törődjön (az apai gének hatása).

Ez így nagyon kiábrándítóan hangzik. Fogalmazzuk át ezért a helyzetet úgy, hogy a gyerek az anyához való korai szoros kötődéssel a stabilitás érzését és a későbbi szociális viselkedés módjait tanulja meg, majd az apás korszakban a felnőttkori harcra kap fizikai és intellektuális kiképzést. Vajon milyen genetikai utasításokat kapunk még, amiről ma úgy véljük, hogy nem a rideg gének parancsa, hanem saját, autonóm törekvésünk?

A gének és az elme konfliktusa

A fő kérdés persze az, hogy képes-e az emberi elme ellenállni a gének diktátumának vagy sem. Az erre a kérdésre adott válasz meghatározhatja az egyes népek, sőt az egész emberiség jövőjét. A vak önzés tönkreteheti az emberek és a népek közötti együttműködés törékeny hálóit. Ahol nem értik azt, hogy a Barcelona és a Real Madrid csupán két focicsapat, és az identitásunk nem attól függ, hogy melyik szurkolói csapathoz tarozunk, ott azt sem veszik észre, hogy egy nemzet nem természeténél fogva kettéosztott, és hogy nem feltétlenül kell legyőznünk a másik felet, amely gyakran csak virtuálisan tartozik egy másik közösséghez.

Egy manipulálható társadalom nem érzékeli annak veszélyét, amikor egy politikus mást mond, mint amit cselekszik. Egy megosztott, és ezért uralható társadalom nem érti, hogy más népek és nemzetiségek gyűlölete a vadászó társadalmakban ugyan adaptív lehetett, ma azonban garantáltan a társadalmi lesüllyedés felé vezet. A rombolás ugyanis romokat és nem építményeket eredményez. A génjeinkben benne van az együttműködés is, de ha mégis önzésre sarkallnának, fel kellene ezt ismernünk, és tennünk is ellene. Elvégre ennyiben is többek volnánk az állatoknál.

(A szerző egyetemi tanár, a Szegedi Tudományegyetem Általános Orvostudományi Kara Orvosi Biológiai Intézetének intézetvezető igazgatója.)