Genetische diversiteit - dat wil zeggen de inhoud van genen zelf - maakt ieder van ons al uniek. Maar wat verschillende cellen met hetzelfde DNA onderscheidt, is genexpressie: welke genen zijn "actief" en wanneer. Genexpressie zorgt ervoor dat uw huidcellen er op een geheel andere manier uitzien en functioneren van zenuwcellen, en zo kunnen alle weefsels in je lichaam zich ontwikkelen uit de enkele cel van een embryo.
Nu beginnen wetenschappers echter te begrijpen hoeveel de omgeving van invloed kan zijn op genen expressie, en hoe ervaringen die de genexpressie vroeg in het leven veranderen, blijvende gevolgen kunnen hebben voor volwassenheid. Genexpressie zou op verrassende (en nog steeds mysterieuze) manieren "nature" en "nurture" kunnen verbinden.
Genen, druk jezelf uit
Je cellen moeten genen aan en uit kunnen zetten om zich goed te kunnen gedragen. Neem een zenuwstamcel, die zich uiteindelijk zal ontwikkelen tot een neuron, oftewel zenuwcellen. Het moet genen onderdrukken die de cel in een "stamachtige" staat houden, en genen gaan uitdrukken die nodig zijn om meer zenuwachtig te worden. Dit proces, neurogenese genaamd, vindt plaats tijdens je embryonale ontwikkeling en tot in de volwassenheid (in een proces dat, je raadt het al, neurogenese bij volwassenen wordt genoemd).
Wat veroorzaakt veranderingen in genexpressie?
Sommige veranderingen in genexpressie lijken "hard-wired" te zijn en beginnen vrijwel onmiddellijk tijdens de ontwikkeling op te treden. Ook andere biologische factoren spelen een rol. Uw hormoonspiegels kunnen bijvoorbeeld van invloed zijn op hoe uw genen tot expressie worden gebracht. Dat is belangrijk voor de ontwikkeling tot een man of een vrouw in utero, en het heeft ook invloed op de puberteit, haargroei, vruchtbaarheid en andere factoren gedurende het hele leven.
Veranderingen in genexpressie kunnen ook worden veroorzaakt door blootstelling aan chemicaliën in uw omgeving. Blootstelling aan mutagenen (chemicaliën die genetische mutaties veroorzaken) kan bijvoorbeeld verhogen of verlagen hoeveel een gen wordt tot expressie gebracht en de resulterende abnormale veranderingen in genexpressie zijn gekoppeld aan ziekten zoals: kanker. Blootstelling aan alcohol kan bijvoorbeeld veranderingen in genexpressie veroorzaken die de voedingsstatus beïnvloeden, wat bijdraagt aan voedingstekorten. En erfelijke genetische mutaties kunnen ook de expressie van uw genen verhogen of verlagen.
Wat betreft hoe uw cellen de genexpressie regelen, zijn er een paar manieren om de expressie te verhogen of te verlagen. Een sleutel is DNA-methylatie, een manier om genen te onderdrukken. Hoe meer gemethyleerd een gen is, hoe minder het tot expressie kan worden gebracht; omgekeerd verhoogt demethylering de DNA-expressie. Referenties 1 en 2 hebben hierover goede achtergrondinformatie.
Dus hoe past je opvoeding daarin?
Het blijkt dat levenservaringen ook van invloed kunnen zijn op je genexpressie. En nieuw onderzoek suggereert dat ervaringen in de vroege kindertijd, zelfs als ze te vroeg zijn om te onthouden, je hersenen voor de rest van je leven kunnen beïnvloeden.
Nieuw onderzoek gepubliceerd in Wetenschap onderzocht hoe de moederstijl de hersenen van zich ontwikkelende muizen beïnvloedde om de vraag te beantwoorden hoe natuur en opvoeding kunnen botsen om gedrag te beïnvloeden. De basis van het experiment was simpel: observeer de moederschapsstijl van verschillende muizen en kijk dan hoe verschillend moederen stijlen (attent, nalatig) zouden de expressie beïnvloeden van een gen, genaamd L1, in het emotionele centrum van de nakomelingen hersenen. Om genetische verschillen uit te sluiten (omdat erfelijke genen de genexpressie kunnen beïnvloeden) hebben de wetenschappers verwisselde ook een deel van het nest, zodat een pup van een nalatige moeder zou worden opgevoed door een attente, of vice omgekeerd.
De onderzoekers ontdekten dat muizen die werden grootgebracht door een attente moeder minder methylatie hadden op hun L1-gen - met andere woorden, het gen werd minder onderdrukt - dan muizen die werden grootgebracht door verwaarlozende. Dat was zelfs het geval bij de muizen die het nest verwisselden, wat suggereert dat het niveau van methylatie (het niveau van genonderdrukking) gerelateerd was aan de opvoeding van de muizen, in plaats van aan een erfelijke genetische factor.
Wat betekent het allemaal?
Deze resultaten weerspiegelen wat wetenschappers eerder bij kinderen hebben gezien - dat kinderen die in de kindertijd zijn verwaarloosd, andere methyleringspatronen hebben dan kinderen die zijn opgevoed door attente ouders. Maar het onderzoek is nog vroeg en de auteurs van de muizenstudie weten niet zeker of die veranderingen in L1 methylering zijn ook gekoppeld aan veranderingen in de cognitieve functie of andere neurologische of psychologische problemen.
Begrijpen hoe deze verschillen in methylering zich ontwikkelen en welke genen het meest zijn? cruciaal om op te letten, zal ons helpen beter te begrijpen hoe natuur en opvoeding op elkaar inwerken om onze gedrag. En dit zou artsen op een dag kunnen helpen om psychische problemen die voortkomen uit verwaarlozing effectiever te behandelen.