Uusi tutkimus paljastaa vanhempien kokemusten tehokkaan siirtymisen jälkeläisten geeneihin epigeneettisessä periytymisessä. Tutkimus on julkaistu Science-tiedelehdessä.
 |
| (http://www.all-about-forensic-science.com/dna-pictures.html) |
Epigenetiikka on järjestelmä, joka kytkee geenejä päälle ja pois. Prosessi perustuu epigeneettisinä markkereina toimiviin molekyyleihin, jotka kiinnittyvät DNA:han ja ohjaavat solua joko käyttämään tiettyä geeniä tai olemaan käyttämättä sitä.
Yleisin epigeneettinen markkeri on metyyliryhmä (CH3). Sen kiinnittyminen DNA:han metylaatioksi kutsutussa prosessissa (sytosiinin 5-hiileen kiinnittyy metyyliryhmä) estää geenejä päälle kytkeviä proteiineja kiinnittymästä DNA:han. Eli geeni on koko ajan kytkettynä pois päältä.
Tutkijat ovat havainneet vanhempien elämän kokemuksista johtuvan epigeneettisen periytymisen, joka vaikuttaa jälkeläisten ominaisuuksiin. Esimerkiksi vanhempien puutteellisella ravinnolla on havaittu olevan vaikutuksia jälkeläisten terveyteen.
Tästä huolimatta tutkijat ovat uskoneet, että epigeneettiset markkerit nollautuisivat sukupolvien välillä sukusolujen esiasteissa (primordial gene cells, PGC) ja uusi sukupolvi pääsisi aloittamaan elämänsä 'puhtaalta pöydältä'. Tämä 'uudelleen ohjelmointi' mahdollistaa geenien lukemisen alkuperäisessä muodossaan uuden yksilön kehittyessä - saaden tutkijat aprikoimaan, kuinka epigeneettinen periytyminen ylipäätään on mahdollista.
Cambridgen yliopistossa tehdyssä uudessa tutkimuksessa havaittiin, kuinka DNA:han liittyneet metyyliryhmät poistetaan PGC:stä - asia, joka on 10 vuoden ajan ollut intensiivisen tutkimuksen alaisena. DNA:n metylaatio muutetaan hydroksimetylaatioksi (sytosiinin 5-hiileen sitoutuu hydrosyyliryhmä [OH]), joka sitten vaiheittain poistuu solusta sen jakautuessa. Tämä prosessi osoittautuu olevan erittäin tehokas ja se näyttää nollaavan geenit jokaiselle uudelle sukupolvelle. Epigeneettisen geenien nollautumisen ymmärtäminen voisi auttaa hoitamaan aikuisiän sairauksia (esim. syövät), jotka aiheutuvat perimään kumuloituneista poikkeavista epigeneettisistä markkereista tai se voisi auttaa solujen 'nuorentamisessa'.
Tutkijat havaitsivat kuitenkin, että jotkut metylaatiot voivat välttää uudelleen ohjelmoinnin ja siten välittyä jälkeläisille - paljastaen epigeneettisen periytymisen toimintamekanismin. Tällä on merkitystä, koska poikkeavat metylaatiot voivat kumuloitua geeneihin yksilön kokeman ympäristövaikutusten takia - kemikaalit, ruokavalio - ja epänormaalit geenitoiminnot voivat johtaa sairauksiin. Mikäli markkerit periytyvät jälkeläisille, niin ne voivat vaikuttaa myös heidän geeneihinsä.
Tutkimuksen johtaja tohtori Jamie Hackett Cambridgen yliopistosta sanoo: "Tutkimuksemme osoittaa, kuinka geeneihin voi jäädä merkkejä aikaisemmista kokemuksista eli uskomus epigeneettisen informaation poispyyhkiytymisestä sukupolvien välillä on arvioitava uudelleen."
"Vaikka sukusolujen esiasteet ovat hyvin tehokkaita poistamaan suurimman osan metylaatioista, niin prosessi ei ole täydellinen ja pieni osa epigeneettisestä informaatiosta siirtyy seuraavalle sukupolvelle. Epigeneettisen informaation periytymisellä on potentiaalinen vaikutus jälkeläisten ominaisuuksiin ja sairastuvuuteen."
"Vielä ei kuitenkaan ole selvää millaisia vaikutuksia epigeneettisellä periytymisellä on ihmisissä. Jatkotutkimusten pitäisi auttaa meitä ymmärtämään epigeneettisen periytymisen vaikutukset yksilöihin. Sillä voi olla merkittäviä seurauksia tulevien sukupolvien kannalta."
Professori Azim Surani toteaa: "Uusi tutkimus voidaan hyödyntää kahdella eri tavalla. Ensiksi, se saattaa tarjota tietoa kuinka poikkeavat ja mahdollisesti aikuisiän sairauksia aiheuttavat epigeneettiset markkerit voidaan poistaa. Toiseksi, se tarjoaa mahdollisuuksia selvittää voivatko sukusolut saada uusia epigeneettisiä markkereita ympäristöolosuhteiden tai ruokavalion vaikutuksesta, jolloin niillä voisi olla epätoivottuja vaikutuksia jälkeläisissä."
On mielenkiintoista havaita, että solu pyrkii poistamaan epigeneettiset muutokset geeneistä (hydroksymetylaatio), aivan kuten se pyrkii kaikin keinoin korjaamaan geenimutaatiot. Vaikuttaa siltä, että solu tietää tällaisten muutosten olevan haitallisia sille ja koko organismille. On loogista ajatella, että tällainen toiminto on tarkoituksellisesti ohjelmoitu soluun.
Epigeneettinen periytyminen osoittaa, että Lamarckin näkemys evoluutiosta - hankittujen ominaisuuksien periytyminen - oli sittenkin oikea. Hankittujen ominaisuuksien periytyminen ei ole kuulunut synteettiseen evoluutioteoriaan ja lukion oppikirjassakin todetaan:
"Hankitut ominaisuudet ovat ympäristön aiheuttamia, eivätkä ne periydy." (Valste ym. 1999)
Lukion biologian oppikirjoissa on siis muutakin korjattavaa, kuin vain koiranjalostukseen liittyvät evoluutioväitteet.
Petter Portinin mukaan epigeneettiset muutokset ovat tärkeitä yksilöiden ja populaatioiden sopeutumisessa, sillä ne nopeuttavat adaptaatiota (Portin 2012). Epigeneettisellä sopeutumisella on kuitenkin hintansa, kuten tämä uusi tutkimus osoittaa. Epigeneettiset muutokset ovat potentiaalisia sairauksien aiheuttajia ja tutkijat tuntuvat olevan kovin huolissaan niiden vaikutuksista. Sairaudet tai muut epätoivotut vaikutukset eivät selitä biologisen monimuotoisuuden syntyä ja kasvua, johon periytyvien muutosten pitäisi kyetä. On siis hyvin ilmeistä, että epigeneettinen periytyminen ei pelasta evoluutioteoriaa, vaikka sen avulla luotaisiin uusi evoluutioteoreettinen synteesi.
Lähteet:
http://www.cam.ac.uk/research/news/scientists-discover-how-epigenetic-information-could-be-inherited/
Portin, Petter (2012): Mullistaako epigeneettinen periytyminen evoluution perusteet?, Tieteessä tapahtuu 2/2012
Valste, Juha ym. (1999): Elämä Biologia, WSOY
Kirjoittaja on poistanut tämän kommentin.
VastaaPoista