Генетична різноманітність - тобто вміст самих генів - вже робить кожного з нас унікальним. Але те, що відрізняє різні клітини з однаковою ДНК, - це експресія генів: які гени «активні» і коли. Експресія генів - це те, що дозволяє клітинам шкіри виглядати та функціонувати абсолютно по-іншому з нервових клітин, і це те, як всі тканини у вашому тілі можуть розвиватися з однієї клітини ембріон.
Однак зараз вчені починають розуміти, наскільки довкілля може впливати на ген і як досвід, який змінює експресію генів на ранніх стадіях життя, може мати тривалий вплив на зрілі роки. Експресія генів могла б зв’язати «природу» та «виховання» на дивовижні (і досі загадкові) шляхи.
Гени, висловіть себе
Ваші клітини повинні мати можливість вмикати і вимикати гени, щоб поводитися належним чином. Візьміть нервову стовбурову клітину, яка в кінцевому підсумку перетвориться на нейрон, або нервові клітини. Потрібно придушити гени, які утримують клітину в «стовбуровому» стані, і почати експресувати гени, необхідні для того, щоб стати більш нервовими. Цей процес, який називається нейрогенезом, відбувається протягом усього вашого ембріонального розвитку і до дорослого життя (у процесі, який, як ви вже здогадалися, називається нейрогенезом дорослих).
Що спричиняє зміни у експресії генів?
Деякі зміни в експресії генів, здається, є "жорсткими" і починають відбуватися майже відразу під час розвитку. Входять і інші біологічні фактори. Наприклад, рівень вашого гормону може впливати на те, як виражаються ваші гени. Це важливо для внутрішнього розвитку внутрішньоутробного самця чи жінки, а також впливає на статеве дозрівання, ріст волосся, плодючість та інші фактори протягом усього життя.
Зміни в експресії генів також можуть бути зумовлені впливом хімічних речовин у вашому середовищі. Наприклад, вплив мутагенів (хімічних речовин, які спричиняють генетичні мутації) може наскільки збільшити або зменшити ген експресується, і в результаті аномальні зміни в експресії генів пов'язані з такими захворюваннями, як рак. Вплив алкоголю, наприклад, може спричинити зміни в експресії генів, які впливають на харчовий статус, сприяючи дефіциту поживних речовин. А успадковані генетичні мутації також можуть збільшити або зменшити експресію ваших генів.
Що стосується як ваші клітини контролюють експресію генів, існує кілька способів збільшити або зменшити експресію. Одним із ключових факторів є метилювання ДНК, спосіб придушення генів. Чим більше метильований ген, тим менше він може бути виражений; навпаки, деметилювання збільшує експресію ДНК. Посилання 1 та 2 мають хорошу довідкову інформацію щодо цього.
Тож як укладається ваше виховання?
Виявляється, життєвий досвід також може вплинути на вашу експресію генів. І нові дослідження показують, що досвід раннього дитинства, навіть той, який занадто рано пам’ятати, може впливати на ваш мозок до кінця вашого життя.
Нові дослідження опубліковано в Наука подивився на те, як стиль материнства впливав на мозок мишей, що розвиваються, щоб поставити питання про те, як природа і виховання можуть зіткнутися, впливаючи на поведінку. Основа експерименту була проста: спостерігайте за стилем материнства різних мишей, а потім переконайтеся, наскільки різним є материнство стилі (уважний, нехтуючий) впливатимуть на експресію гена, званого L1, в емоційному центрі потомства мозку. Щоб виключити генетичні відмінності (адже, пам’ятайте, успадковані гени можуть впливати на експресію генів) вчені також замінив частину посліду, тому цуценя від недбалої матері виховувався б уважним або пороком навпаки.
Дослідники виявили, що миші, вирощені уважною матір’ю, мали менше метилювання у своєму гені L1 - іншими словами, ген був менш пригнічений - ніж миші, вирощені нехтуючими. Це було вірно навіть у замінених послідом мишей, припускаючи, що рівень метилювання (рівень придушення генів) був пов’язаний з вихованням мишей, а не з успадкованим генетичним фактором.
Що це все означає?
Ці результати відображають те, що раніше спостерігали вчені у дітей - що діти, якими знехтували в дитинстві, мають різні схеми метилювання, ніж діти, яких виховують уважні батьки. Але дослідження все ще рано, і автори дослідження на мишах не впевнені, чи будуть ці зміни в L1 метилювання також пов'язане зі змінами в когнітивній функції або будь-якими іншими неврологічними чи психологічними проблеми.
Однак розуміння того, як розвиваються ці відмінності в метилюванні, і яких генів найбільше Найважливіше, на що слід слідкувати, допоможе нам краще зрозуміти, як природа та виховання взаємодіють, щоб вплинути на наше життя поведінки. І це одного разу може допомогти лікарям ефективніше лікувати проблеми психічного здоров’я, які можуть бути наслідком нехтування.