A mitokondriális génváltozatok szabják meg a személyiséget?

Douglas C. Wallace, a philadelphiai Center for Mitochondrial and Epigenomic Medicine igazgatója, a mitokondriális biológia tudományának egyik megalapítója több mint 40 éve foglalkozik a mitokondriumok kutatásával. Az 1970-es években Wallace volt az, aki munkatársaival bebizonyította, hogy az emberi mitokondriális DNS csak az anyagi ágon öröklődik, továbbá ő mutatta ki 1988-ban, hogy e sejtszervecskék DNS-ének károsodása öröklődő humán betegségeket okozhat.

Most az amerikai tudományos akadémia lapjában Wallace és munkatársai egy olyan tanulmányt publikáltak, amely szerint a mitokondriumok szabják meg a szervezet pszichológiai stresszre adott integrált válaszát (Mitochondrial functions modulate neuroendocrine, metabolic, inflammatory, and transcriptional responses to acute psychological stress, Proceedings of the National Academy of Sciences). Mint nyilatkozatában Wallace elmondja, eredményüknek hatalmas következménye lesz a humán pszichológia, valamint a neurológiai és pszichiátriai betegségek biológiájának megértésében.

A tanulmány részletesen taglalja, hogy a különböző mitokondriális gén-változatok milyen hormonális, metabolikus és viselkedéses változásokat eredményeznek, és bemutatja, hogy a mitokondriális fiziológia hogyan befolyásolja az emlősök stresszre adott válaszát. Mint a kutató kifejti, a tradicionális biomedikai megközelítés, ami a betegségeket az anatómiára vezeti vissza, és egy-egy betegségben annak a szervnek tulajdonítja a fő szerepet, amelyiket a tünetek leginkább érintik, nem veszi figyelembe azt az alapvető szerepet, amit a szisztematikus bioenergetika – központjában a mitokondriumokkal – az egészség fenntartásában játszik. Vizsgálatuk során a kutatók kimutatták, hogy a mitokondriális gének viszonylag apró mutációi is módosítják az egész test stresszválaszát, befolyásolják a génexpressziós és fiziológiai válasz-mintázatokat. A kutatók szerint tehát nem az agy anatómiájára és az agy-specifikus génekre kell koncentrálni, a mitokondriális gének tanulmányozása termékenyebb keretrendszert biztosítana a neuropszichiátriai betegségek megértéséhez.

Mint Wallace elmondja, közismert, hogy a környezeti hatásokra, így a stresszre adott válasz is erősen eltér a különböző individuumok között, azonban ennek genetikai és fiziológiai alapját eddig nem sikerült megfejteni. A kutató hozzáteszi: a pszichológia genetikai és biológiai bázisát eddig valószínűleg azért nem sikerült megfejteni, mert nem figyeltünk eléggé az energia-metabolizmus szisztematikus változásaira; az új paradigma szerint a mitokondriumok állnak a test–lélek kapcsolat, a genetikai és környezeti tényezők egymásra hatásának központjában. A neuropszichiátriai betegségekben megváltozott mitokondriális állapotok azonosítása olyan új terápiák kifejlesztését eredményezheti, teszi hozzá Wallace, amelyek eredményesebben semlegesítik a környezeti stresszorok egészségre kifejtett káros hatását, így közreműködhetnek a diabétesz, a kardiovaszkuláris betegségek vagy az öregkori kognitív hanyatlás megelőzésében is.

Wallace nemrég a Cell című szaklapban is közzétett egy provokatív tanulmányt (Mitochondrial DNA Variation in Human Radiation and Disease), amiben arra hívta fel a figyelmet, hogy a mitokondriumokkal kapcsolatos egyre bővülő tudásunk alapján a humán genetikával és az evolúciós elmélettel kapcsolatban is sok mindent újra kell gondolnunk, ugyanis – mivel a mitokondriális DNS-nek a sejtmagi DNS-hez képest jóval nagyobb a mutációs rátája – a mitokondriumok (plussz a mitokondriális mutációk ovariális szelekciója) teszik lehetővé azokat a gyors, rugalmas válaszokat, amelyek révén az emberek és a többi emlős alkalmazkodnak a szélsőséges környezeti változásokhoz, ezáltal elegendő időt biztosítanak a sejtmagi DNS-nek azon mutációk kialakulására, amelyek a továbbiakban a lassabb változásokért, így pl. az anatómiai struktúrák átalakulásáért lesznek felelősek.

Időközben a The Scripps Research Institute kutatói a mitokondriumok autoimmun és tumoros betegségekben játszott szerepét hangsúlyozzák. Richard A. Lerner és munkatársai ugyanis felfedezték, hogy a természetes ölősejtek (NKT) egy mitokondriális enzim aktivációjának szabályozó hatása révén indulnak harcba a rákos sejtek ellen, illetve ezen mitokondriális enzim szabályozásának hibái autoimmun megbetegedést eredményezhetnek (Regulation of NKT cell-mediated immune responses to tumours and liver inflammation by mitochondrial PGAM5-Drp1 signaling; Nature Communications).