Η επιγενετική έχει αλλάξει τον τρόπο που σκέφτονται οι βιολόγοι και οι επιστήμονες της υγείας για την κληρονομικότητα.
Κάποτε οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα γονίδια καθορίζουν τα πάντα αλλά έκαναν λάθος. Το περιβάλλον έχει τη δυνατότητα να επιδρά στα γονίδια και να αλλάζει τη συμπεριφορά τους ή όπως λέγεται επιστημονικά την «έκφρασή» τους.
Όταν λέμε περιβάλλον εννοούμε τη διατροφή και οποιεσδήποτε άλλες ουσίες εισέρχονται στον οργανισμό μέσω της εισπνοής. Επίσης εννοούμε τον γενικότερο τρόπο ζωής καθώς φαίνεται ότι το άγχος μπορεί να επηρεάσει δυσμενώς την συμπεριφορά των γονιδίων.
Ο τρόπος που το περιβάλλον αλλάζει τη έκφραση των γονιδίων αποτελεί το αντικείμενο μιας νέας επιστήμης που λέγεται επιγενετική (epigenetics), ένας όρος που κυριολεκτικά σημαίνει «πάνω από τη γενετική».
Μεθυλίωση
Πως όμως το περιβάλλον αλλάζει τη συμπεριφορά των γονιδίων; Υπάρχουν διάφοροι χημικοί τρόποι και ο πιο απλός είναι η λεγόμενη μεθυλίωση (methylation). Θυμηθείτε λίγο την οργανική χημεία του σχολείου. Το μεθύλιο είναι μια ομάδα ατόμων που αποτελείται από έναν άνθρακα και τρία υδρογόνα. Αυτό λοιπόν, το μεθύλιο, μπορεί να προσκολληθεί σ’ ένα σημείο ενός γονιδίου και να το απενεργοποιήσει.
Σταθμός για την επιστήμη της επιγενετικής ήταν ένα πείραμα που έγινε το 2003. Ο Ράντυ Τζερτλ (Randy Jirtle), καθηγητής ογκολογικής ακτινοβολίας στο Πανεπιστήμιο Ντιούκ (Duke University), χορήγησε σε ποντίκια βιταμίνη Β12, φολικό οξύ, χολίνη και βεταΐνη. Αυτές οι ουσίες περιέχουν πολλά μεθύλια.
Τα θηλυκά ποντίκια που έπαιρναν τα συμπληρώματα αυτών των ουσιών, γέννησαν μωρά καφετί χρώματος ενώ αυτά που έκαναν τη συνήθη διατροφή γέννησαν μωρά κιτρινωπού χρώματος.
Φυσικά, η διατροφή δεν άλλαξε τα γονίδια αλλά η ανάλυση έδειξε ότι τα μεθύλια “έσβησαν” ένα γονίδιο που ονομάζεται “αγκούτι” (agouti gene) το οποίο δίνει το κιτρινωπό χρώμα στα ποντίκια.
Η ομάδα του Τζερτλ παρατήρησε και κάτι άλλο. Όταν τα ποντικάκια καφετί χρώματος μεγάλωσαν είχαν προδιάθεση για καρκίνο, διαβήτη τύπου 2 και παχυσαρκία.
Μετά από αυτό το πείραμα, ειπώθηκε ότι δεν είμαστε μόνο αυτό που τρώμε, όπως συχνά λέγεται, αλλά κι αυτό που έτρωγε η μητέρα μας, ίσως κι αυτό που έτρωγαν οι μακρινοί μας πρόγονοι.
Το παράδειγμα των μελισσών είναι μια άλλη περίπτωση της επιγενετικής επίδρασης. Η γόνιμη βασίλισσα έχει μήκος 18-22 χιλιοστά και εναποθέτει 3.000 αβγά την ημέρα στα 3-4 χρόνια της ζωής της ενώ οι εργάτριες, που είναι στείρες, έχουν μήκος 12-13 χιλιοστά, ζουν 40 ημέρες εργαζόμενες αρχικά στον καθαρισμό της κυψέλης και έπειτα συγκεντρώνοντας νέκταρ.
Κι όμως η βασίλισσα και οι εργάτριες, της ίδιας κυψέλης έχουν την ίδια γενετική κληρονομιά. Αυτό που τις κάνει να διαφέρουν είναι η διατροφή. Ο βασιλικός πολτός κάνει τις προνύμφες βασίλισσες και το νεροζούμι εργάτριες, ένα μυστήριο που το έλυσε ο Ρίζαρντ Μαλέζκα, μοριακός γενετιστής στο Πανεπιστήμιο της Καμπέρας, στην Αυστραλία.
Η επιγενετική μπορεί επίσης να μας δώσει μια νέα ιδέα για το πως πραγματικά έγινε η εξέλιξη των ειδών στον πλανήτη. Είτε κάποιος πιστεύει στην δημιουργία είτε στην εξέλιξη δεν μπορεί να αμφισβητήσει το γεγονός ότι ο άνθρωπος και ο χιμπατζής έχουν κοινό πάνω από 98% του DNA τους. Γιατί όμως οι μεταξύ τους διαφορές είναι τόσο μεγάλες; Διότι άλλα γονίδια “εκφράζονται” και άλλα “σιωπούν” στα δύο είδη. Ίσως λοιπόν αυτό που αλλάζει κυρίως κατά την εξέλιξη των ειδών δεν μην είναι τόσο τα γονίδια όσο οι «οδηγίες» προς τα γονίδια για το πως θα συμπεριφέρονται και αυτό μπορεί να μεταμορφώσει το ένα είδος σε κάποιο άλλο.
Εξέλιξη, κληρονομικότητα και ασθένειες
Οι επιγενετικοί μηχανισμοί είναι πολύ σημαντικοί και εξηγούν ακόμα και το πως δημιουργείται ένας οργανισμός. Κατά τη στιγμή της σύλληψης, όταν δηλαδή το ωάριο γονιμοποιείται από το σπερματοζωάριο, ουσιαστικά μεταβιβάζεται από τους γονείς ένα τμήμα της γενετικής κληρονομιάς τους.
Μετά τη δημιουργία του πρώτου κυττάρου αρχίζει ο πολλαπλασιασμός του και όλα τα υπόλοιπα κύτταρα έχουν το ίδιο DNA, δηλαδή τα ίδια γονίδια. Όμως τα διάφορα είδη κυττάρων κάνουν διαφορετική δουλειά μέσα στο σώμα. Αυτό σημαίνει ότι τα γονίδια που αντιγράφηκαν από το πρώτο κύτταρο που δημιούργησε τον άνθρωπο, στη συνέχεια με κάποιο μηχανισμό άλλαξε ο τρόπος λειτουργίας τους.
Η επιγενετική μπορεί να εξηγήσει διάφορα φαινόμενα όπως το γιατί αυξάνεται η παχυσαρκία, ο διαβήτης τύπου 2 και άλλες ασθένειες. Στο δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο, παρατηρήθηκε ότι οι μητέρες που λιμοκτονούσαν γέννησαν παιδιά με λειψό βάρος ενώ οι μεταγενέστεροι απόγονοί τους είχαν επίσης το ίδιο χαρακτηριστικό.
Όπως οι λιμοκτονούσες μητέρες γεννούσαν λιπόσαρκα παιδιά, δεν αποκλείεται σήμερα εν μέσω διατροφικής αφθονίας να γεννιούνται παιδιά με τάση για παχυσαρκία λόγω της σύγχρονης διατροφής της εγκύου.
Πράγματι, τελευταίες μελέτες δείχνουν ότι τα σημερινά παιδιά έχουν μεγαλύτερο βάρος απ’ ότι μερικές δεκαετίες πριν από τη στιγμή που γεννιούνται.
Μπορεί τα γονίδια να μην έχουν αλλάξει αλλά ενδεχομένως να αλλάζει η έκφρασή τους, και αυτό οδηγεί το σώμα να τοποθετήσει το σωματικό βάρος σε υψηλότερο σημείο, κάτι που να ανεβαίνει από γενιά σε γενιά.
Όσο για τους καρκίνους, έχει παρατηρηθεί ότι η μεθυλίωση είναι συχνότερη στα καρκινικά κύτταρα απ’ ότι στα φυσιολογικά. Μπορεί λοιπόν οι καρκίνοι ν’ αρχίζουν με κάποια επιγενετική επίδραση, κάτι που εξηγεί γιατί η διατροφή μπορεί να παίζει σημαντικό ρόλο σ’ αυτή την ασθένεια.
