Genetische diversiteit - dat wil zeggen de inhoud van genen zelf - maakt ons al uniek. Maar wat verschillende cellen met hetzelfde DNA onderscheidt, is genexpressie: welke genen zijn "actief" en wanneer. Genexpressie is wat ervoor zorgt dat uw huidcellen er op een heel andere manier uitzien en functioneren dan zenuwcellen, en het is hoe alle weefsels in uw lichaam zich kunnen ontwikkelen vanuit de enkele cel van een embryo.

Maar nu, wetenschappers beginnen te begrijpen hoeveel de omgeving van invloed kan zijn op genexpressie en hoe ervaringen die genexpressie in het begin van het leven veranderen, een blijvende invloed kunnen hebben op de volwassenheid. Genexpressie kan "aard" en "koesteren" op verrassende (en nog steeds mysterieuze) manieren verbinden.
Genen, druk jezelf uit

Je cellen moeten genen kunnen in- en uitschakelen om zich correct te gedragen. Neem een zenuwstamcel, die zich uiteindelijk zal ontwikkelen tot een neuron of zenuwcellen. Het moet genen onderdrukken die de cel in een "stamachtige" toestand houden en genen gaan uiten die nodig zijn om zenuwachtiger te worden. Dit proces, neurogenese genaamd, vindt plaats tijdens uw embryonale ontwikkeling en tot in de volwassenheid (in een proces genaamd, u raadt het al, volwassen neurogenese).
Wat veroorzaakt veranderingen in genexpressie?

Sommige veranderingen in genexpressie lijken om "hard-wired" te zijn en zich vrijwel onmiddellijk tijdens de ontwikkeling voor te doen. Andere biologische factoren spelen ook een rol. Uw hormoonspiegels kunnen bijvoorbeeld van invloed zijn op hoe uw genen tot expressie worden gebracht. Dat is belangrijk voor de ontwikkeling naar een man of vrouw in de baarmoeder, 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 tot expressie wordt 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 en bijdragen aan tekorten aan voedingsstoffen. En geërfde genetische mutaties kunnen ook de expressie van uw genen verhogen of verlagen.

Wat betreft hoe uw cellen 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 hier goede achtergrondinformatie over. Hoe past uw opvoeding daar in?

Blijkbaar kunnen levenservaringen ook uw genexpressie beïnvloeden. En nieuw onderzoek suggereert dat ervaringen uit de vroege jeugd, zelfs te vroeg om te onthouden, je hersenen voor de rest van je leven kunnen beïnvloeden.

Nieuw onderzoek gepubliceerd in Science
keek naar de invloed van de moederstijl op het brein van ontwikkelende muizen om de vraag te krijgen hoe natuur en opvoeding kunnen botsen om gedrag te beïnvloeden. De basis van het experiment was eenvoudig: observeer de moederstijl van verschillende muizen en kijk vervolgens hoe verschillende moederstijlen (attent, verwaarloosd) de expressie van een gen, L1, in het emotionele centrum van de hersenen van de nakomelingen zouden beïnvloeden. Om genetische verschillen uit te sluiten (omdat, onthoud, geërfde genen de genexpressie kunnen beïnvloeden), hebben de wetenschappers ook een deel van het nest verwisseld, zodat een pup van een verwaarloosde moeder zou worden opgevoed door een attente, of vice versa.

De onderzoekers ontdekten dat muizen die door een oplettende moeder waren grootgebracht minder methylering van hun L1-gen hadden - met andere woorden, het gen was minder onderdrukt - dan muizen die werden grootgebracht door verwaarloosde. Dat was zelfs het geval bij de nestruilmuizen, wat suggereert dat het methyleringsniveau (het niveau van genonderdrukking) gerelateerd was aan de opvoeding van de muizen, in plaats van 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 methylatiepatronen 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-methylatie ook verband houden met veranderingen in de cognitieve functie of andere neurologische of psychologische problemen.

Echter, begrip hoe deze verschillen in methylering zich ontwikkelen en welke genen het meest cruciaal zijn om naar te kijken, zullen ons helpen beter te begrijpen hoe de natuur en de opvoeding op elkaar inwerken om ons gedrag te beïnvloeden. En dit kan op een dag artsen helpen om geestelijke gezondheidsproblemen die kunnen voortvloeien uit verwaarlozing effectiever te behandelen.