Bagaimana jika kita boleh mewarisi lebih daripada gen ibu bapa kita? Bagaimana jika kita boleh mewarisi keupayaan untuk menghidupkan dan mematikan gen?
Kemungkinan-kemungkinan ini telah terbongkar selepas kami kajian baru-baru, diterbitkan dalam Nature Communications. Kami mendapati maklumat sebagai tambahan kepada gen kami diturunkan daripada ibu kepada anak untuk mempengaruhi cara rangka mereka berkembang. Itulah maklumat "epigenetik" yang biasanya ditetapkan semula antara generasi.
Penyelidikan kami adalah pada tikus, kes pertama seumpamanya dalam mamalia di mana kesan epigenetik yang tahan lama daripada telur ibu dibawa ke generasi seterusnya. Ini mempunyai akibat sepanjang hayat untuk kesihatan generasi tersebut.
Walau bagaimanapun, kita tidak dapat memastikan perubahan epigenetik yang setara juga diwarisi pada manusia, termasuk implikasi bagaimana rangka kita berkembang dan potensi kesan terhadap penyakit.
Tunggu, apakah epigenetik lagi?
Gen kita (pakej DNA) memberitahu badan kita untuk membuat protein tertentu. Tetapi sel kita juga memerlukan arahan untuk mengetahui sama ada gen harus digunakan (dihidupkan) atau tidak (dimatikan).
Arahan ini datang dalam bentuk tag kimia atau "epigenetik" (molekul kecil) yang terletak di atas DNA. Anda mengumpul tag ini sepanjang hayat anda.
Fikirkan cara tanda baca membantu pembaca memahami ayat. Tag epigenetik membolehkan sel memahami urutan DNA.
Tanpa tag epigenetik ini, sel mungkin membuat protein pada masa yang salah atau tidak sama sekali.
Masa adalah penting dalam cara embrio berkembang. Jika gen tertentu dinyatakan (dihidupkan untuk menghasilkan protein) terlalu awal atau terlambat, embrio tidak akan berkembang dengan baik.
Apa itu epigenetik?
Apa yang kita dapati?
Kami berminat untuk memahami fungsi protein dalam telur tikus (ova) yang dipanggil SMCHD1.
Dengan mengalih keluar SMCHD1 daripada telur tetikus, kami mendapati tikus yang berkembang daripada telur yang tidak mempunyai SMCHD1 mempunyai rangka yang diubah, dengan beberapa vertebra di tulang belakang terganggu.
Ini hanya boleh dijelaskan oleh perubahan epigenetik akibat kehilangan SMCHD1 dalam telur.
Khususnya, kami melihat satu set gen yang dikenali sebagai Hox gen. Ini mengekod satu siri protein yang diketahui mengawal bagaimana rangka mamalia berkembang.
Hox gen ditemui dalam semua haiwan, daripada lalat kepada manusia, dan sangat penting untuk membentuk tulang belakang kita. Evolusi telah menala dengan teliti masa ungkapan Hox gen semasa perkembangan embrio untuk memastikan rangka dipasang dengan betul.
Kajian kami menunjukkan bahawa tag epigenetik yang ditubuhkan oleh SMCHD1 ibu dalam telurnya boleh memberi kesan bagaimana ini Hox gen dinyatakan dalam keturunannya.
Penemuan ini adalah satu kejutan besar kerana hampir semua tag epigenetik dalam telur dipadamkan sejurus selepas pembuahan. Fikirkan ini sedikit seperti tetapan semula kilang.
Ini bermakna adalah luar biasa untuk mempunyai maklumat epigenetik daripada telur ibu yang dibawa kepada anak-anaknya untuk membentuk cara mereka membesar.
Apa maksudnya untuk kita?
Penemuan kami mencadangkan walaupun gen yang anda tidak warisi daripada ibu anda masih boleh mempengaruhi perkembangan anda.
Ini mungkin mempunyai implikasi untuk kanak-kanak wanita dengan varian dalam gen SMCHD1 mereka. Variasi dalam SMCHD1 menyebabkan penyakit manusia seperti bentuk distrofi otot.
Pada masa hadapan, SMCHD1 mungkin menjadi sasaran untuk ubat baharu untuk mengubah cara protein berfungsi dan membantu pesakit yang menghidap penyakit yang disebabkan oleh variasi dalam SMCHD1. Oleh itu, adalah penting untuk memahami apa akibat gangguan SMCHD1 dalam telur yang mungkin berlaku kepada generasi akan datang.
Bagaimana dengan penyakit lain?
Para saintis kini mula memahami bahawa tag epigenetik yang ditambahkan pada gen kita adalah sensitif terhadap perubahan dalam persekitaran. Ini boleh bermakna variasi persekitaran, seperti diet atau tahap aktiviti fizikal kita, boleh menjejaskan cara gen kita dinyatakan. Walau bagaimanapun, perubahan ini tidak mengubah DNA itu sendiri.
Keadaan epigenetik mengalami paling banyak perubahan apabila telur berkembang dan semasa perkembangan embrio yang sangat awal, disebabkan oleh "set semula kilang" antara generasi. Ini bermakna embrio lebih terdedah kepada perubahan epigenetik, termasuk persekitaran, semasa tetingkap perkembangan ini.
Apabila kami menemui lebih banyak kes di mana maklumat epigenetik diwarisi daripada ibu, mungkin terdapat keadaan di mana diet atau perubahan persekitaran lain yang dialami ibu boleh memberi kesan kepada generasi akan datang.
Memandangkan para saintis kini boleh mengkaji apa yang berlaku dalam sebiji telur, kami berada pada kedudukan yang baik untuk menentukan bagaimana ia mungkin berlaku dan mengetahui apa sebenarnya yang boleh kami warisi.
Tentang Pengarang
Marnie Blewitt, Ketua, Makmal Perubatan Molekul, Walter dan Institut Eliza Hall and Natalia Benetti, Pelajar PhD, Bahagian Epigenetik dan Pembangunan, Walter dan Institut Eliza Hall
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Tabiat Atom: Cara Mudah & Terbukti Membangunkan Tabiat Baik & Melanggar Orang Buruk
oleh James Clear
Tabiat Atom memberikan nasihat praktikal untuk membangunkan tabiat baik dan menghentikan tabiat buruk, berdasarkan penyelidikan saintifik tentang perubahan tingkah laku.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Empat Kecenderungan: Profil Keperibadian Yang Sangat diperlukan yang Mengungkapkan Cara Membuat Hidup Anda Lebih Baik (dan Kehidupan Orang Lain Lebih Baik, Terlalu)
oleh Gretchen Rubin
Empat Kecenderungan mengenal pasti empat jenis personaliti dan menerangkan cara memahami kecenderungan anda sendiri boleh membantu anda memperbaiki perhubungan, tabiat kerja dan kebahagiaan keseluruhan anda.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Fikirkan Lagi: Kekuatan Mengetahui Apa yang Anda Tidak Tahu
oleh Adam Grant
Think Again meneroka cara orang boleh mengubah fikiran dan sikap mereka, serta menawarkan strategi untuk meningkatkan pemikiran kritis dan membuat keputusan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Badan Menjaga Markah: Otak, Minda, dan Tubuh dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
The Body Keeps the Score membincangkan kaitan antara trauma dan kesihatan fizikal, dan menawarkan pandangan tentang cara trauma boleh dirawat dan diubati.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Psikologi Wang: Pelajaran abadi tentang kekayaan, ketamakan, dan kebahagiaan
oleh Morgan Housel
Psikologi Wang mengkaji cara bagaimana sikap dan tingkah laku kita terhadap wang boleh membentuk kejayaan kewangan dan kesejahteraan keseluruhan kita.
