Deze afbeelding toont een DNA-molecuul dat op beide strengen is gemethyleerd. Methylering is een soort epigenetische verandering waarbij een methylgroep wordt toegevoegd aan een deel van een DNA-molecuul en voorkomt dat het wordt 'gelezen' en dus tot expressie wordt gebracht. Christoffel Bok, Max Planck Instituut voor Informatica/Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0)

"Het is gewoon genetica." Hoe vaak heb je iemand die uitspraak niet horen gebruiken als verklaring voor eigenschappen en gedragingen die ze buiten hun controle achten? Als jij, zoals ik, worden absurd gericht uitgedaagd, misschien heb je je onvermogen om een ​​kaart te lezen de schuld gegeven van de structuur van je DNA. Of misschien verwijs je naar de permanente zoetekauw van je vader als wetenschappelijk bewijs dat je eigen voorliefde voor suiker duidelijk in je genen zit. Deze dwaze voorbeelden zijn vrij lage inzetten in het grote plan, maar ze doen je afvragen:bezegelt ons DNA ons lot, of is er iets anders aan de hand als het gaat om hoe onze genen zich uiten?

Voer epigenetica in

Als je vermoedde dat je genetische bestemming gebaseerd is op meer dan alleen je DNA, je hebt het gehaald. Maar voordat we kunnen zien hoe en waarom dat gebeurt, we moeten beginnen met enkele basisdefinities. Voor starters, wat is in godsnaam DNA eigenlijk? Die drie kleine letters staan ​​voor desoxyribonucleïnezuur, het hoofdmolecuul van elke cel. DNA bevat de essentiële informatie die wordt doorgegeven aan elke volgende generatie, en zelfs de kleinste verandering in de volgorde (of volgorde) kan ernstige gevolgen hebben.

Er zijn vier fundamentele basetypen waaruit DNA bestaat:adenine, cytosine, guanine en thymine, (EEN, C, G en T), en mensen hebben ongeveer 3 miljard basen, totaal - geloof het of niet, meer dan 99 procent van hen is identiek in alle mensen. Binnen die miljarden basen zijn er ongeveer 20, 000 genen, ook wel bekend als eenheden van erfelijkheid. Sommige genen geven instructies om moleculen te maken die eiwitten worden genoemd, die levensfuncties uitvoeren, en anderen niet. Al met al, genen worden beschouwd als de biologische spelers die de regulatie en het onderhoud beïnvloeden van dingen die in je lichaam gebeuren, zoals het bouwen van botten, de beweging van spieren, en het kloppen van je hart.

Dit alles zorgt ervoor dat het klinkt alsof je lichaam vanaf het moment dat je geboren wordt permanent klaar is voor actie. Maar dat is niet het geval. Een belangrijk element waar we het nog niet over hebben gehad, is hoe de omgeving of externe factoren de manier beïnvloeden waarop cellen je genen lezen.

"Epigenetica verandert niet echt de volgorde van DNA - dat blijft hetzelfde, " Cynthia M. Bulik, doctoraat, FAED, Distinguished Professor Eetstoornissen bij de afdeling Psychiatrie, Medische faculteit, aan de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill, zegt via e-mail. "Maar het verwijst naar veranderingen die van invloed zijn op hoe de genen worden gelezen of dat ze tot expressie worden gebracht of niet."

Wat voor soort veranderingen? Alle soorten, volgens Bulik. "Bijvoorbeeld, een type epigenetische verandering is DNA-methylatie, " zegt ze. "Het is wanneer een methylgroep wordt toegevoegd aan een deel van een DNA-molecuul dat voorkomt dat het wordt 'gelezen' en dus tot expressie wordt gebracht. Van dat gen zal geen eiwit worden gemaakt omdat het in feite het zwijgen werd opgelegd."

Wat veroorzaakt epigenetica?

"Epigenetische veranderingen kunnen worden veroorzaakt door omgevingsfactoren waaraan we worden blootgesteld - roken, wat we eten, trauma, andere blootstellingen aan het milieu, " legt Bulik uit. "Het leuke eraan is dat hoewel de volgorde van het DNA niet verandert, deze 'epigenetische modificaties' kunnen nog steeds van generatie op generatie worden doorgegeven. Ze zijn dus erfelijk. We geven niet alleen ons DNA door, maar ook deze instructies over hoe ons DNA wordt gelezen."

Bulik, die tevens stichtend directeur is van het UNC Centre of Excellence for Eating Disorders en mededirecteur van het UNC Centre for Psychiatric Genomics, heeft een favoriete illustratie van epigenetica in actie. "Ik denk dat een van mijn favoriete voorbeelden de geslachtsbepaling bij schildpadden is, " zegt ze. "We weten dat temperatuur bepaalt of een schildpad mannelijk of vrouwelijk wordt (seksueel lot), maar onderzoekers hebben aangetoond dat het proces dat ten grondslag ligt aan hoe dit werkt, eigenlijk epigenetisch is. Temperatuur beïnvloedt een gen dat de 'epigenetische' toestand van een ander gen regelt, wat het hoofdgeslachtsbepalende gen is. In tegenstelling tot mensen, waar sekseverschillen liggen in onze X- en Y-chromosomen, bij schildpadden, genetische verschillen bepalen niet het geslacht - in plaats daarvan, omgevingsfactoren (in dit geval temperatuur) beïnvloeden epigenetische mechanismen die geslachtsbepalende genen in- of uitschakelen."

Het heden en de toekomst van epigenetica

Er is veel gepraat over epigenetica in het nieuws en het potentieel om de toekomst van gezondheid te beïnvloeden, aangezien alles wat we eten, waar wij wonen, met wie we omgaan, als we slapen, hoe we sporten, enz. heeft het potentieel om chemische modificaties te veroorzaken die genen in de loop van de tijd aan- of uitzetten. Het veld van epigenetica groeit snel omdat onderzoekers onderzoeken hoe externe factoren zaken kunnen beïnvloeden zoals het risico op het ontwikkelen van bepaalde chronische ziekten en gedragsstoornissen, en hoe preventie- en behandelingsstrategieën kunnen worden aangepast om deze problemen aan te pakken. Maar volgens Bulik, er zijn enkele misvattingen over de mogelijke belofte.

"Mensen lijken te denken dat epigenetica het antwoord op alles zal zijn, "zegt ze. "Als we met genetica niet meteen een antwoord krijgen, ze haasten zich regelrecht naar epigenetica in plaats van geduldig te zijn en te beseffen dat we soms echt grote steekproeven nodig hebben om genen te identificeren die het ziekterisico beïnvloeden. Epigenetisch onderzoek is moeilijk omdat de omstandigheden in alle onderzoeken zeer constant moeten zijn om er zeker van te zijn dat u een replicatie heeft. Het zijn complementaire technologieën en kunnen beide worden gebruikt om belangrijke vragen over de oorzaken van ziekten te beantwoorden."

Wat betreft het huidige en toekomstige werk van Bulik op het gebied van eetstoornissen - aandoeningen die grotendeels worden beïnvloed door zowel genetische als omgevingsfactoren - zal epigenetica een cruciale rol spelen. "We doen een studie van identieke (monozygote) tweelingen die niet in overeenstemming zijn met anorexia nervosa (de ene heeft de ziekte en de andere niet), ", zegt Bulik. "Omdat identieke tweelingen in principe een identieke DNA-sequentie hebben, het is niet de DNA-sequentie die ervoor zorgde dat de ene tweeling de ziekte ontwikkelde en de andere de ziekte niet. Dus, wat kan dit verschil veroorzaken? Een ding zou omgevingsfactoren zijn:een tweeling ging naar gymnastiek en had een coach die hen een dieet liet volgen en het lichaam beschaamde hen als ze zwaarder werden, waardoor ze op strenge diëten moest gaan. terwijl de andere tweeling viool speelde in een orkest en niemand ooit commentaar gaf op haar lichaamskant of vorm. Maar een andere mogelijkheid is dat er epigenetische veranderingen zijn tussen de tweelingen die het ziekterisico kunnen beïnvloeden. We zullen dus kijken naar verschillen tussen de tweelingen om te zien of verschillen in genexpressie verband kunnen houden met waarom de ene ziek werd en de andere gezond bleef."

Dat zijn nu bananen

Ja, je deelt ongeveer 99 procent van je DNA met andere mensen, maar je deelt ook ongeveer 85 procent met muizen, 40 procent met fruitvliegjes, en 41 procent met bananen.