Det er ikke bare utseende og sykdommer som kan gå i arv. Nye studier antyder at også smertefulle opplevelser kan overføres til neste generasjon.
Av Elisabeth Larsen og Sissel Rogne i tidsskriftet GENialt
Lukk øynene og tenk på en vond opplevelse fra da du var barn. Kanskje noen såret deg, eller du mistet noen som sto deg nær. Smerten kan ha ført til varige genetiske endringer som også påvirker barna dine. Disse endringene kan gi barna en sårbarhet for visse situasjoner, uten å ha opplevd dem selv.
Engstelse kan gå i arv
I 2013 kom en banebrytende studie som viste at redsel kan arves i mus. Hannmus fikk svake, men ubehagelige støt under potene samtidig som de ble eksponert for mandellukt. Dette skjedde fem ganger daglig i tre dager.
Like etter ble hannmusene paret med vanlige hunnmus, og avkommet viste redsel når de senere ble utsatt for den samme lukten, selv om de ikke opplevde smerte selv. Museungene begynte å skjelve, og forbandt mandellukten med ubehag.
Da forskerne undersøkte sædcellene til hannmusene, fant de færre metylgrupper på gener som kontrollerer luktesans. Metylgrupper er stabile kjemiske grupper som gjør at DNA lukker seg og blir mindre tilgjengelig. DNAet i sædcellene var dermed «åpnet opp» slik at det ble produsert flere reseptorer for mandellukt. Foreldrenes erfaring var blitt overført til neste generasjon.
Hvordan skjer endringene?
Arne Klungland, professor i medisin ved Oslo Universitetssykehus, leste denne studien med interesse. Han er en av Norges fremste eksperter på kjemiske forandringer på DNA-molekylet, såkalt epigenetikk.
– Det har kommet flere artikler de siste årene hvor det er brukt dyremodeller som viser at epigenetiske modifikasjoner kan gå i arv. Men det er fremdeles mye vi ikke vet om dette. For at opplevelser skal kunne gå i arv, må de forårsake kjemiske endringer i DNA i kjønnscellene. Disse studiene viser ikke hvordan det kan skje, så den store gåten gjenstår: Hvordan kan erfaringer som lagres i hjernen føre til endringer i kjønnsceller?
Forskning på Holocaust-ofre
Professor Rachel Yehuda ved Mount Sinaisykehuset i New York er en av de første som har studert dette spørsmålet mer i detalj i mennesker. Hun har særlig sett på genet FKBP5, som styrer regulering av stresshormoner, hos Holocaust-overlevere og deres barn. Forskere mener at forandringer i dette genet gir økt risiko for depresjoner og posttraumatisk stresslidelse.
Til vanlig har FKBP5-genet en åpen struktur som gjør at det lett kan leses av. Hos noen av Holocaust-ofrene var genet tettere pakket sammen, og hadde fått påsatt en metylgruppe på et bestemt sted. Forfatterne av studien konkluderer med at de ekstreme opplevelsene fra konsentrasjonsleiren førte til at genet hadde fått en annen struktur.
Dette kan ha ført til at disse Holocaustofrene har økt stressrespons i kroppen, og kan være med på å forklare hvorfor de er mer utsatt for depresjoner og posttraumatisk stresslidelse enn resten av befolkningen.
Barna ble påvirket
Også barna til Holocaust-ofrene hadde endringer i det samme genet. Det som overrasket forskerne var at barna hadde færre metylgrupper på dette genet, motsatt av forelderen, slik at genet var mer aktivt.
Forfatterne av studien vet ikke sikkert hvorfor dette skjer. En forklaring kan være at mødrenes underskudd på proteinet som FKBP5-genet koder for gjør at cellene i fosteret prøver å øke proteinmengden ved å fjerne metylgrupper på genet under fosterutviklingen. Resultatet er at også barna får økt risiko for depresjoner og stress.
Tanken på at kjemiske grupper som er festet til DNA kan gå i arv, har vært kontroversiell. Tidligere har man trodd at bare endringer i selve DNA-molekylet føres videre til neste generasjon. Genene våre modifiseres imidlertid hele tiden av kjemiske grupper som skrur dem av og på (se faktaboks), og stress, røyking og maten vi spiser kan være med på å bestemme hvilke kjemiske grupper som settes på DNA.
Trengs mer forskning
Flere studier de siste årene har sannsynliggjort at slike kjemiske grupper også kan gå i arv, og påvirke genene både i positiv og negativ retning. Studien på Holocaust-ofre har imidlertid fått kritikk fra flere hold, siden det var få deltagere med og forskjellene mellom Holocaust-ofrene og befolkningen ellers var små.
Klungland understreker at det trengs mer forskning på disse spørsmålene:
– Jeg synes resultatene er veldig spennende, de viser hvordan smerter og fare faktisk kan arves og påvirke kommende generasjoner. For mus, som er så avhengige av lukt for å finne mat og oppdage farer, er dette antagelig veldig gunstig. Holocauststudien er så vidt jeg vet en av de få studiene hvor dette er undersøkt i mennesker. Det er imidlertid få deltagere med, og endringene i metyleringsmønstrene er ikke så store, så det behøves flere studier med flere deltakere for å underbygge teorien.
Referanser:
Yehuda R et al. (2015). Holocaust exposure induced intergenerational effects on FKBP5 methylation. Biological Psychiatry (kommer 2015).
Dias BG & Ressler KJ (2013). Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nature Neurosci 17: 89-96.
– – – – –
Fakta: Epigenetikk
DNA-sekvensen er bygget opp som en lang kjede bestående av fire bokstaver; A, C, T og G. Sammensetningen av de fire bokstavene bestemmer hvordan genene våre ser ut. I en menneskecelle finnes det ca. 3 milliarder bokstaver. Det tilsvarer rundt 375 bøker, hver på 1000 sider med 8000 bokstaver på hver side.
Epigenetikk er endringer på DNA som ikke er i selve DNA-sekvensen, men i kjemiske grupper som endrer måten DNA-molekylet er pakket på. De kjemiske gruppene kan være på selve DNA-tråden, eller på proteiner som DNA-tråden er kveilet rundt (histoner). Noen kjemiske grupper pakker DNA-molekylet tett sammen og gjør det mindre aktivt, mens andre kjemiske grupper åpner DNA-strukturen og gjør gener i det området mer aktive.
Noen kjemiske grupper kan sitte lenge på DNA-tråden, for eksempel når et X-kromosom inaktiveres hos jenter fordi de har et X-kromosom fra mor og et fra far, og trenger bare ett. Da sitter de kjemiske gruppene på det ene X-kromosomet hele livet. Andre kjemiske grupper kan sitte på i bare noen minutter.
Det er epigenetikk som gjør at alle cellene våre i kroppen kan uttrykke gener forskjellig selv om de har akkurat den samme DNA-sekvensen. I øyet er gener som er viktig for syn aktive, mens i leverceller er gener som er viktig for nedbryting av giftige stoffer aktive.
De mest kjente kjemiske gruppene som får DNA-molekylet til å bli tett pakket sammen er ulike metylgrupper som fester seg til C-ene (cytosinene) i DNAet. Acetylgrupper virker motsatt og åpner DNA-molekylet.
