Genetisk mångfald - det vill säga innehållet i själva generna - gör redan var och en av oss unik. Men det som skiljer olika celler med samma DNA är genuttryck: vilka gener är "aktiva" och när. Genuttryck är det som gör att dina hudceller kan se ut och fungera på ett helt annat sätt från nervceller, och det är hur alla vävnader i din kropp kan utvecklas från en enda cell i en embryo.
Nu börjar dock forskare förstå hur mycket miljö som kan påverka genen och hur upplevelser som förändrar genuttryck tidigt i livet kan ha bestående effekter på vuxen ålder. Genuttryck kan länka "natur" och "vårda" på överraskande (och fortfarande mystiska) sätt.
Gener, uttryck dig själv
Dina celler måste kunna slå på och av gener för att uppträda ordentligt. Ta en nervstamcell, som i slutändan kommer att utvecklas till ett neuron eller nervceller. Det måste undertrycka gener som håller cellen i ett "stamliknande" tillstånd och börja uttrycka gener som behövs för att bli mer nervlika. Denna process, som kallas neurogenes, inträffar under hela din embryonala utveckling och fram till vuxen ålder (i en process som kallas, gissade du det, vuxen neurogenes).
Vad orsakar förändringar i genuttryck?
Vissa förändringar i genuttryck verkar vara "trådbundna" och börjar inträffa nästan omedelbart under utvecklingen. Andra biologiska faktorer kommer också in. Dina hormonnivåer kan till exempel påverka hur dina gener uttrycks. Det är viktigt för att utvecklas till en man eller kvinna i livmodern, och det påverkar också puberteten, hårväxt, fertilitet och andra faktorer under hela livet.
Förändringar i genuttryck kan också drivas av exponering för kemikalier i din miljö. Exempelvis kan exponering för mutagener (kemikalier som orsakar genetiska mutationer) öka eller minska hur mycket en gen uttrycks och de resulterande onormala förändringarna i genuttryck är kopplade till sjukdomar som cancer. Exponering för alkohol kan till exempel utlösa förändringar i genuttryck som påverkar näringsstatus, vilket kan bidra till näringsbrister. Och ärvda genetiska mutationer kan också öka eller minska uttrycket för dina gener.
Som för hur dina celler kontrollerar genuttryck, det finns några sätt att öka eller minska uttrycket. En nyckel är DNA-metylering, ett sätt att undertrycka gener. Ju mer metylerad en gen är, desto mindre kan den uttryckas; omvänt ökar demetylering DNA-uttryck. Referenser 1 och 2 har bra bakgrundsinformation om detta.
Så hur passar din uppväxt in?
Det visar sig att livserfarenheter också kan påverka ditt genuttryck. Och ny forskning tyder på att tidiga barndomsupplevelser, även sådana som är för tidiga att komma ihåg, kan påverka din hjärna under resten av ditt liv.
Ny forskning publiceras i Vetenskap tittade på hur moderstilen påverkade hjärnan hos utvecklande möss för att komma till frågan om hur natur och vård kan kollidera för att påverka beteende. Grunden för experimentet var enkel: observera moderstilen hos olika möss och se sedan hur olika moder stilar (uppmärksam, försummande) skulle påverka uttrycket av en gen, kallad L1, i avkommans känslomässiga centrum hjärna. För att hjälpa till att utesluta genetiska skillnader (för att komma ihåg att ärvda gener kan påverka genuttryck) forskarna bytte också ut en del av kullen, så en valp från en försummad mor skulle uppfostras av en uppmärksam, eller vice tvärtom.
Forskarna fann att möss uppfödda av en uppmärksam mamma hade mindre metylering på sin L1-gen - med andra ord var genen mindre undertryckt - än möss som uppfostrades av försummade. Det var sant även hos möss som byttes på kull, vilket tyder på att metyleringsnivån (nivån på genundertryckning) var relaterad till mössens uppväxt snarare än en ärftlig genetisk faktor.
Vad betyder allt?
Dessa resultat speglar vad forskare tidigare har sett hos barn - att barn som har försummats i barndomen har andra metyleringsmönster än barn som uppvuxits av uppmärksamma föräldrar. Men forskningen är fortfarande tidig, och författarna till mössstudien är inte säkra på om dessa förändringar i L1 metylering är också kopplat till förändringar i kognitiv funktion eller någon annan neurologisk eller psykologisk problem.
Men att förstå hur dessa skillnader i metylering utvecklas och vilka gener som är mest avgörande att se efter, hjälper oss att bättre förstå hur naturen och vården interagerar för att påverka vår beteende. Och detta kan en dag hjälpa läkare att effektivt behandla psykiska problem som kan härröra från försummelse.