Genetisk mangfold - det vil si innholdet av gener i seg selv - gjør allerede hver enkelt av oss unike. Men det som skiller forskjellige celler med samme DNA er genuttrykk: hvilke gener som er "aktive" og når. Genuttrykk er det som gjør at hudcellene dine kan se ut og fungere på en helt annen måte fra nerveceller, og det er hvordan alle vevene i kroppen din kan utvikle seg fra en celle i en embryo.
Nå begynner forskere imidlertid å forstå hvor mye miljø som kan påvirke genet uttrykk, og hvordan opplevelser som endrer genuttrykk tidlig i livet kan ha varig innvirkning på voksenlivet. Genuttrykk kunne koble "natur" og "pleie" på overraskende (og fortsatt mystiske) måter.
Gener, uttrykk deg selv
Cellene dine må kunne slå gener på og av for å oppføre seg ordentlig. Ta en nervestamcelle, som til slutt vil utvikle seg til et neuron eller nerveceller. Den trenger å undertrykke gener som holder cellen i en "stilklignende" tilstand, og begynne å uttrykke gener som trengs for å bli mer nerveaktige. Denne prosessen, kalt neurogenese, skjer gjennom hele din embryonale utvikling og inn i voksen alder (i en prosess som du gjettet, voksen neurogenese).
Hva er årsaken til endringer i genuttrykk?
Noen endringer i genuttrykk ser ut til å være "hard-wired" og begynner å skje nesten umiddelbart under utvikling. Andre biologiske faktorer kommer også inn. Hormonnivåene dine kan for eksempel påvirke hvordan genene dine uttrykkes. Det er viktig for å utvikle seg til en mann eller kvinne i utero, og det påvirker også puberteten, hårveksten, fruktbarheten og andre faktorer gjennom hele livet.
Endringer i genuttrykk kan også være drevet av eksponering for kjemikalier i ditt miljø. Eksponering for mutagener (kjemikalier som forårsaker genetiske mutasjoner) kan for eksempel øke eller redusere hvor mye et gen blir uttrykt, og de resulterende unormale endringene i genuttrykk er knyttet til sykdommer som kreft. Eksponering for alkohol kan for eksempel utløse endringer i genuttrykk som påvirker ernæringsstatus og kan bidra til næringsdefekter. Og arvelige genetiske mutasjoner kan også øke eller redusere uttrykket for genene dine.
Når det gjelder hvordan cellene dine kontrollerer genuttrykk, det er noen måter å øke eller redusere uttrykket på. En nøkkel er DNA-metylering, en måte å undertrykke gener på. Jo mer metylert et gen er, desto mindre kan det uttrykkes; omvendt øker demetylering DNA-ekspresjon. Referanser 1 og 2 har god bakgrunnsinformasjon om dette.
Så hvordan passer oppveksten din inn?
Det viser seg at livserfaringer også kan påvirke genuttrykket ditt. Og ny forskning antyder at opplevelser i tidlig barndom, til og med for tidlige å huske, kan påvirke hjernen din resten av livet.
Ny forskning publisert i Vitenskap så på hvordan morsstil påvirket hjernen til mus som utviklet seg for å komme til spørsmålet om hvordan natur og næring kan kollidere for å påvirke atferd. Grunnlaget for eksperimentet var enkelt: observere morsstilen til forskjellige mus, og se deretter hvordan forskjellig moring er stiler (oppmerksomme, forsømmelige) ville påvirke uttrykket for et gen, kalt L1, i avlens følelsesmessige sentrum hjerne. For å bidra til å utelukke genetiske forskjeller (fordi, husk at arvelige gener kan påvirke genuttrykk) forskerne byttet også ut en del av kullet, så en valp fra en forsømmelig mor ville bli oppdratt av en oppmerksom, eller vice omvendt.
Forskerne fant at mus oppdratt av en oppmerksom mor hadde mindre metylering på L1-genet - med andre ord genet var mindre undertrykt - enn mus oppdratt av forsømmelige. Det var sant selv i søppelbyttede mus, noe som antydet at nivået av metylering (nivået av genundertrykkelse) var relatert til musenes oppdragelse, snarere enn en arvelig genetisk faktor.
Hva betyr det hele?
Disse resultatene speiler hva forskere tidligere har sett hos barn - at barn som har blitt neglisjert i barndommen, har andre metyleringsmønstre enn barn oppvokst av oppmerksomme foreldre. Men forskningen er fortsatt tidlig, og forfatterne av musestudien er ikke sikre på om disse endringene i L1 metylering er også knyttet til endringer i kognitiv funksjon, eller andre nevrologiske eller psykologiske problemer.
Imidlertid å forstå hvordan disse forskjellene i metylering utvikler seg, og hvilke gener som er mest avgjørende å se etter, vil hjelpe oss bedre å forstå hvordan natur og næring samhandler for å påvirke vår oppførsel. Og dette kan en dag hjelpe leger mer effektivt å behandle psykiske problemer som kan stamme fra forsømmelse.