Világosodik a genetika sötét anyaga
A legtöbb komplex betegség és az egyéb öröklődő jellegzetességek, például a testmagasság esetében mindössze a statisztikailag kimutatott örökletesség 5 százalékának ismerjük a konkrét genetikai hátterét. A Science egy tanulmánya egy lépéssel közelebb jutott a rejtély megoldásához.
Az anya által a terhesség során fogyasztott élelmiszer minősége olyan befolyással bír a magzat szervezetére, pl. testsúlyára, ami megszületése után felnőttkorában, sőt az élete egész hátralévő részében megmarad. A hatás egy jelentős része a genom egy meglepő helyének genetikai variációján keresztül érvényesül, írja Michelle Holland és munkatársainak tanulmánya Early-life nutrition modulates the epigenetic state of specific rDNA genetic variants in mice). A felfedezés a kutatók szerint segít annak megértésében, hogy a korábbi humángenetikai vizsgálatok miért nem tudták megmagyarázni, hogyan öröklődnek a komplex betegségek, pl. a 2-es típusú diabétesz vagy az elhízás.
A Queen Mary University of London (QMUL), a University of Cambridge és a King's College London kutatóinak eredménye szerint a riboszómákban található DNS (rDNS) variációi meghatározhatják, hogy a környezet miként befolyásolja az utód tulajdonságait. Mint a tanulmány utolsó szerzője, Vardhman Rakyan nyilatkozatában elmondta, az eddigi humán genetikai vizsgálatok csak a sejtmagi DNS-láncot elemezték, és nem ismerték az rDNS jelentős szerepét, így a kirakós játék egy lényeges részét hagyták figyelmen kívül. Ez lehet az egyik oka, hogy egyelőre csak az öröklődés egy kis részét tudtuk megmagyarázni. Az rDNS szerepe ráadásul, tekintve, hogy sok esetben metabolikus betegségekről van szó, érthetőnek tűnik, folytatta a QMUL professzora.
A környezeti tényezők, amik a genetikai faktorokkal együtt meghatározzák egy személy tulajdonságait, már a méhbeli élet során is jelen vannak. Az anya által tapasztalt környezeti hatások – pl. diéta, stressz, dohányzás – befolyással vannak a magzat egész további életére is, így pl. arra is, hogy milyen lesz az illető felnőttkori testsúlya. Ez a magzati fejlődés során tapasztalt programozás (epigenetikus hatás) a kutatók szerint nagyban közrejátszik a napjainkban tapasztalt elhízás-járvány kialakulásában.
A vizsgálat során a genetikusok egerekkel dolgoztak: összehasonlították olyan nőstények utódait, amelyek a vemhesség alatt alacsony fehérjetartalmú diétát (8% fehérje) kaptak olyan egerek utódaival, amelyek normális étrenden éltek (20% fehérje). Az elválasztás után valamennyi utód normális étrendet kapott, majd a kutatók megvizsgálták DNS-metilációs mintázatukat. Mint Rakyan kifejti, először semmilyen különbséget nem találtak, azonban amikor az rDNS adatokat elemezték, óriási epigenetikus eltérésekre derült fény.
Ha a sejteket stressz éri, amikor pl. alacsony a tápanyagszint, a sejtek a túlélő stratégia részeként módosítják a proteintermelésüket. Az alacsony fehérjetartalmú tápon tartott anyák utódainak rDNS-e a normális étrenden tartott anyák utódainak rDNS-ével összehasonlítva sokkal több metilációt tartalmazott. A metilált rDNS expressziója lelassul, ami valószínűleg befolyásolja a fehérjegyártó riboszóma működését, aminek pedig az utód csökkent testsúlya az eredménye (kb. 25%-kal kisebb testsúly). Mindezek az epigenetikai változások még in utero következnek be, hatásuk mégis felnőttkorig megmarad. Az anya terhesség közbeni étrendje valószínűleg sokkal inkább hatással van az utód epigenetikai állapotára és pl. testsúlyára, mint amilyen hatással magának az utódnak az elválasztás utáni táplálkozása bír.
Az epigenetikai markerekben való különbség felfedezése mellett a kutatókat még egy ennél is nagyobb meglepetés érte, folytatja a magyarázatot Rakyan. Habár genetikusan identikus egereket tenyésztettek, kiderült, hogy az rDNS mégsem volt azonos a különböző egerek esetében, sőt egy adott egéren belül is eltértek egymástól az rDNS különböző kópiái – azaz az rDNS-ben óriási variációk lehetnek, ami szintén közrejátszhat egy-egy fenotípusos különbség kialakulásában. A kutatók azt is felfedezték, hogy az epigenetikus módosítás nem érinti mindegyik rDNS-változatot: a metiláció csak azokon az rDNS-eken következett be, amelyek úgy nevezett A-variánsok voltak. Mindez azt jelenti, hogy egy adott egér epigenetikai válasza attól függ, hogy milyen rDNS-variánsai vannak: azon alacsony fehérjetartalmú tápon tartott anyák utódai, amelyeknek sok A-variáns rDNS-e volt, sokkal kisebbek lettek.
Jelenleg a humán 2-es típusú cukorbetegség örökölhetőségét a különböző tanulmányok 25 és 80% közöttire teszik, mindazonáltal az eddigi genomvizsgálatok csak az öröklődés kb. 20%-áról tudtak számot adni. A továbbiakban az rDNS vizsgálata ezen a területen is nagy előrelépést hozhat, teszik hozzá a kutatók.
További cikkajánlatok:
http://www.medicalonline.hu/cikk/a_komplex_betegsegek_genetikaja
http://www.medicalonline.hu/gyerekgyogyaszat/cikk/mitol_viszket_a_civilizalt_ember_bore
