petarg / Shutterstock

Dalam pertarungan alam semula jadi berbanding pemeliharaan, pemeliharaan mempunyai rekrut baru: epigenetik - yang dibawa dari biologi molekular untuk memberikan ketinggian saintifik kepada hujah bahawa gen bukan takdir. Keterangan yang menggembirakan untuk kesan genetik pada sifat psikologi kami menyerlahkan penglihatan fatalistik bagi ramai orang, satu di mana kita menjadi hamba kepada biologi kita, tidak mengawal jiwa kita sendiri dan tingkah laku kita sendiri. Epigenetics, satu mekanisme untuk mengawal ekspresi gen, nampaknya menawarkan melarikan diri dari determinisme genetik, cara untuk melampaui kecenderungan semula jadi dan mengubah siapa kita.

Pandangan ini diwakili oleh Deepak Chopra MD dan Rudolph Tanzi MD, profesor neurologi di Harvard Medical School, yang menulis:

Setiap hari membawa bukti-bukti baru bahawa sambungan mind-body sampai ke aktiviti-aktiviti gen kita. Bagaimana aktiviti ini berubah sebagai tindak balas terhadap pengalaman hidup kita disebut sebagai "epigenetik". Terlepas dari sifat gen yang kita warisi dari ibu bapa kita, perubahan yang dinamik pada tahap ini membolehkan kita hampir tidak terbatas pengaruh pada nasib kita.

Harapan ini timbul dari penyelidikan yang mencadangkan bahawa beberapa jenis pengalaman dalam haiwan boleh menyebabkan tanda epigenetik dilekatkan pada gen tertentu, dengan kesan jangka panjang terhadap tingkah laku. Epigenetics dengan itu memberikan beberapa kelayakan mekanistik kepada idea bahawa kita boleh menimpa atau menimpa gen yang sebaliknya akan menentukan sifat dan kecenderungan semula jadi kita.

Terdapat kontradiksi yang wujud dalam idea ini, bagaimanapun, dalam mekanisme yang memberikan respons terhadap pengalaman sepatutnya, pada masa yang sama, untuk mengunci perubahan yang dihasilkan. Terdapat juga kajian mencadangkan bahawa tanda-tanda epigenetik sedemikian boleh diturunkan dari ibu bapa kepada anak-anak mereka dan juga cucu-cucu mereka, dengan cara mereka bertindak dengan cara tertentu sebagai tindak balas terhadap pengalaman yang diperoleh oleh nenek moyang mereka. Inilah idea deterministik yang ironis - bahawa tingkah laku seseorang akan sangat dipengaruhi oleh pengalaman pendalaman mereka - terutama untuk mekanisme yang sepatutnya memeterai kelenturan tingkah laku tanpa had.

Untuk menilai tuntutan bahawa epigenetik dapat memecahkan kita bebas dari ciri psikologi yang telah ditetapkan, kita perlu melihat butir-butir bagaimana gen kita mempengaruhi sifat-sifat ini, dan epigenetik apa yang sebenarnya diperlukan.

Kita semua telah mengkodekan dalam genom kita sebuah program untuk membuat manusia, dengan otak manusia, yang memberikan sifat manusia umum kita. Tetapi program itu bervariasi di antara orang-orang kerana banyak berjuta-juta perbezaan genetik yang kita bawa. Jadi program untuk membuat otak saya berbeza dari program untuk membuat anda. Dan cara yang tepat yang dimainkan oleh program berbeza dari berlari untuk dijalankan, jadi berbeza walaupun antara kembar genetik yang serupa. Jadi sifat individu kami adalah variasi unik pada tema umum.

Kami datang dengan wayar berbeza, dengan kecenderungan semula jadi menjejaskan kita risikan, personaliti, seksualiti dan juga cara kita perhatikan dunia. Ciri-ciri psikologi semulajadi ini tidak semestinya menentukan tingkah laku kita secara momen-untuk-masa, tetapi mereka mempengaruhinya, pada satu masa tertentu dan dengan membimbing perkembangan tabiat kita dan kemunculan aspek-aspek lain dari watak kita sepanjang hayat kita . Tetapi bolehkah epigenetik benar-benar menimpa kesan genetik ini pada psikologi kita?

Dalam biologi molekular, epigenetik merujuk kepada mekanisme selular untuk mengawal ekspresi gen. Ia amat penting untuk penjanaan pelbagai jenis sel semasa perkembangan embrio. Sel-sel kita mengandungi genom yang sama, dengan gen 20,000, setiap pengekodan protein tertentu, seperti kolagen, enzim hati atau reseptor neurotransmitter. Jenis sel yang berbeza memerlukan subset yang berbeza daripada protein tersebut untuk melakukan pekerjaan masing-masing. Oleh itu, dalam setiap jenis sel, beberapa gen "dihidupkan", iaitu, gen ditranskripsikan oleh enzim ke RNA messenger, yang kemudian diterjemahkan ke dalam protein yang sesuai. Yang lain "dimatikan", supaya sekeping DNA hanya duduk di sana dan protein itu sebenarnya tidak dibuat.

Walaupun embrio sedang berkembang, sel-sel tertentu akan mendapat isyarat untuk menjadi sel-sel otot atau sel-sel saraf atau sel-sel kulit. Isyarat itu mendorong ekspresi beberapa gen dan penindasan orang lain. Tetapi isyarat-isyarat ini selalunya transien dan tidak berterusan selepas perkembangan, sementara sel-sel masih perlu kekal sel-sel otot atau sel-sel kulit atau sel-sel saraf. Mekanisme epigenetik melibatkan pembungkusan DNA ke dalam keadaan aktif atau tidak aktif, sehingga profil permulaan ekspresi gen dipertahankan sepanjang hayat sel-sel. Jadi ia berfungsi sebagai sejenis ingatan selular. Keadaan epigenetik sel juga boleh diturunkan melalui bahagian sel.

Misinterpreted

Malangnya, beberapa istilah dalam deskripsi itu terbuka untuk salah tafsir. Pertama ialah istilah "gen" itu sendiri. Makna asal perkataan itu berasal dari sains keturunan dan merujuk kepada beberapa perkara fizikal yang diluluskan dari ibu bapa kepada anak dan yang menguasai sifat yang dapat dilihat. Sekarang kita tahu bahawa gen dalam pengertian keturunan sebenarnya adalah variasi dalam urutan pengekodan DNA untuk beberapa protein. Contohnya, "gen untuk" anemia sel sabit adalah mutasi dalam gen yang mengkodekan hemoglobin protein. Kita semua mempunyai set gen yang sama, versi yang berbeza daripada mereka.

Kedua, dan yang berkaitan, apabila kita katakan gen adalah "dinyatakan" kita maksudkan dari segi biologi molekul. Ia mungkin berbunyi seolah-olah ia dimaksudkan dari segi keturunan, seolah-olah ia merujuk kepada kesan variasi genetik pada sifat tertentu yang jelas atau tidak. Tetapi ini sama sekali tidak sama. Pada hakikatnya, hubungan antara tahap ekspresi gen tertentu dan sifat kita biasanya sangat kompleks dan tidak langsung.

Ketiga, istilah "ingatan selular" tidak dapat dielakkan mencadangkan bahawa epigenetics mungkin mendasari ingatan psikologi dan jadi membentuk dasar respons kami terhadap pengalaman. Walaupun perubahan dinamik dalam ekspresi gen diperlukan untuk pembentukan kenangan yang berlaku, tidak ada bukti bahawa kenangan itu sendiri disimpan dalam corak ekspresi gen. Sebaliknya, mereka diwujudkan dalam perubahan kekuatan hubungan antara sel-sel saraf, yang ditengahi oleh perubahan yang sangat lokal, subselular dalam neuroanatomy.

Akhirnya, idea bahawa pengubahsuaian epigenetik DNA boleh "diturunkan" adalah dimaksudkan untuk pembahagian sel tetapi menjadikan bunyi seperti respon epigenetik untuk pengalaman boleh diturunkan dari organisme kepada anak-anaknya. Walaupun mekanisme sedemikian wujud dalam tumbuh-tumbuhan dan nematod, ada tiada bukti yang meyakinkan bahawa ini berlaku dalam mamalia, terutamanya bukan pada manusia.

Cantik

Mari kita pertimbangkan satu contoh mudah. Jika saya menghabiskan sedikit masa di bawah sinar matahari, saya akan mengembangkan tan. Itu pada dasarnya adalah proses epigenetik, yang melibatkan perubahan dalam ekspresi gen yang meningkatkan pengeluaran melanin dalam kulit saya, menyebabkan kegelapan nada kulit. Di sini, terdapat hubungan yang cukup mudah, langsung dan segera antara ekspresi gen berkaitan dan sifat warna kulit. Sambutan selular untuk pengalaman berlangsung dari minggu ke bulan, tetapi tidak lagi. Dan ia tidak akan diturunkan kepada anak-anak atau cucu-cucu saya.

Terdapat beberapa fungsi saraf di mana kesan epigenetik pada sebilangan kecil gen mungkin penting, seperti peraturan tekanan tindak balas and penagihan dadah, sebagai contoh. Tetapi ciri-ciri psikologi seperti kecerdasan dan keperibadian tidak ditentukan oleh tindakan berterusan beberapa gen.

Pertama, ciri-ciri ini tidak ditentukan genetik sama sekali - kebanyakan variasi bukan berasal dari genetik. Juga, kesan genetik timbul daripada variasi dalam beribu-ribu gen, dan perubahan ini kebanyakannya mempengaruhi proses perkembangan otak. Kesan-kesan ini timbul bukan kerana gen kita dinyatakan dengan cara yang tertentu, sekarang, tetapi kerana mereka dinyatakan dalam cara tertentu semasa pembangunan.

Ini membawa kepada otak kita yang berwayar dengan cara tertentu, oleh itu litar saraf pelbagai kita cenderung bekerja dengan cara yang tertentu, menyebabkan perbezaan dalam fungsi kognitif dan membuat keputusan dalam pelbagai senario, yang ditunjukkan sebagai corak tingkah laku. Itulah jalan lama dan kompleks dari gen kepada sifat psikologi. Idea bahawa kita boleh mengubah sifat-sifat itu dengan mengubah ekspresi beberapa gen pada orang dewasa - seperti mendapatkan suntan - oleh kerana itu sangat luar biasa.

Menerapkan mekanisme selular epigenetik tidak menjadikannya kurang bijak. Tidak ada juga apa-apa bukti nyata bahawa pengalaman seperti trauma menyebabkan perubahan epigenetik yang menjejaskan kanak-kanak atau cucu pesakit, tingkah laku atau dengan cara lain.

Sun tan: epigenetik satu perkara mempengaruhi. ProStockStudio / Shutterstock

Walau bagaimanapun, tidak satu pun dari ini bermakna bahawa kita adalah automata yang diprogramkan secara genetik yang tingkah lakunya berwayar sejak lahir. Kami sudah tentu mempunyai kecenderungan yang lebih mendalam, tetapi ini hanya memberikan asas untuk tingkah laku kita. Kami, sesungguhnya, berwayar untuk belajar dari pengalaman - itulah cara kita menyesuaikan diri dengan keadaan tertentu kita dan bagaimana pola tingkah laku kita muncul. Tetapi ini berlaku melalui perubahan dalam neuroanatomy kita, bukan dalam corak ekspresi gen kita.

Struktur mereka juga tidak tetap. Perubahan kekal mungkin. Kita masih boleh mengawal kelakuan kita. Kita boleh bekerja untuk mengabaikan dan membentuk semula tabiat kita. Kita boleh ke tahap tertentu melangkaui kecenderungan bawah sedar kita sendiri. Ini memerlukan kesedaran diri, disiplin dan usaha. Satu perkara yang tidak diperlukan adalah epigenetik.

Tentang Pengarang

Kevin Mitchell, Profesor Madya Genetik dan Neurosains, Trinity College Dublin

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

at InnerSelf Market dan Amazon