EPIGENETIKA

Jelena Marjanović

Prilike da promenimo zapisano

Geni i organski prevrati

Znamo da ličimo na svoje roditelje. Uglavnom razumemo da to ima veze sa nečim što je bilo upisano u njihovim genima, a zatim u trenutku začeća preneto na nas, potomke. Znamo da je teško naslediti plave oči ako jedan od roditelja ima crne, i sećamo se vica o Ajnštajnu kojem je, navodno, prišla neka lepotica sa idejom kako bi bilo divno da njih dvoje imaju dete lepo na nju i pametno na njega. Na to je ovaj odgovorio: a šta ako to dete nasledi vaš um i moju lepotu, šta ćemo onda?

Koliko god da su komplikovana pravila nasleđivanja, ono što sigurno znamo je da se rađamo sa zapisom koji određuje u kakvu ćemo se ljudsku jedinku razviti. I znamo da se taj zapis nalazi u našim genima, a geni u svim našim ćelijama.
Ono što je većini nas promaklo je da su geni zapravo samo delići dugačkih lanaca DNK molekula, da zauzimaju svega 2% od ukupnog genoma. To znači da je samo 2% našeg genoma iskorišćeno da se zapiše kako sazdati ljudsko biće od jedne jedine oplođene jajne ćelije, a potom i za kompletno funkcionisanje organizma. Preostalih 98%, smatralo se, predstavljaju samo nepotrebno genomsko “smeće”.
Međutim, izučavanjem specifičnih ili izolovanih ljudskih populacija, uočene su relacije koje su ukazivale na to da se kod potomstva javljaju osobine ili navike koje su njihovi roditelji stekli u mladosti pre njihovog začeća, a što nije bilo moguće objasniti kroz nasleđivanje samog genetskog zapisa.
Jedna od takvih pojava, sa kojom su se susreli psihoterapeuti, odnosila se na generaciju čiji su roditelji u mladosti preživeli strahote Holokausta. Deca bivših logoraša pokazivala su psihosomatske reakcije na stresne situacije kao da su i sama prošla kroz traumatična iskustva, iako ih ona zapravo uopšte nisu imala. Ovo je navelo na zaključak da je strahota koju su roditelji preživeli, na neki neobjašnjiv način, ostavila otisak u njihovom DNK zapisu i prenela se na potomstvo.

Nasleđe loših navika

Na severu Švedske postoji malo izolovano selo neobičnog naziva Overkaliks. Seosko groblje otkriva mračnu istoriju stanovnika ove zajednice: iznenadna smrt pogađa neobično veliki procenat mladih ljudi. Ova izolovana sredina poslužila je kao uzorak na osnovu kojeg je bilo lakše uočiti uzročno-posledične veze koje su mogle da dovedu do obolevanja i smrti usled srčanih problema i dijabetesa. Statistika je pokazala da su na udaru bili muškarci čiji su preci odrasli u godinama blagostanja. Ali, zašto?
Odgovore na ova pitanja pokušava da nam da epigenetika (u prevodu: unapređena genetika). Ova mlada nauka ispituje sadržaj našeg genoma, ali sada onih, kako se ranije mislilo, “nevažnih” 98% i u tom području pronalazi objašnjenje za navedene i mnoge druge pojave za koje genetika nije mogla da da odgovor: pojave da se ponašanje naučeno ili stečeno u jednoj generaciji prenese na sledeću. Epigenetika otkriva da se u tom delu genoma nalaze takozvani genetski prekidači koji aktiviraju ili deaktiviraju pojedine gene i tako upravljaju brojnim procesima u našem organizmu. Evo šta je to značilo za stanovnike Overkaliksa.
Zamislite da imate dedu koji je rastao u blagostanju i zahvaljujući tome mogao da jede koliko je hteo ili koliko je voleo. Pošto je iskonska potreba svake životinje, pa i čoveka, da u vreme blagostanja napuni energetske rezerve koje će mu pomoći da preživi loša vremena koja će (svakako) doći, to je u njegovom telu isključilo genetske prekidače koji bi aktivirali gene za kontrolu apetita ili ubrzanje metabolizma. Ono što je za naše pretke predstavljalo korisnu akumulacije goriva u obliku sala, mi danas doživljavamo kao problem koji nazivamo “metabolički sindrom” - skup poremećaja povezanih sa gojaznošću. Taj deka je svojim potomcima preneo ne samo svoje gene već i status prekidača. I eto nas danas u problemu, sa sporim metabolizmom i neumerenim apetitom! Smatra se da je upravo to razlog zbog kojeg je toliko mladih ljudi bilo pogođeno srčanim bolestima ili moždanim udarima. Ne zato što su nasledili “slabo srce” od svojih predaka nego zato što su nasledili loše navike koje su ih dovele do prekomerne težine i metaboličkog sindroma.

Popravljanje sluha i pamćenja

Pogledajmo sledeći primer: setite se časova muzičkog u osnovnoj školi kada vas je učiteljica terala da pevate i davala vam ocene po tome koliko ste dobro otpevali pesmicu. I setite se Perice koji je toliko loše pevao da mu se celo odeljenje smejalo.
Nesrećni Perica jednostavno nije imao sluha za muziku. Koliko god da se trudio, nije mogao da pogodi melodiju pesmice. Tako se rodio. Takvo mu je bilo genetsko nasleđe. On ne može bolje. Da li je to potpuno tačno?
Primećeno je da osobe koje puno slušaju muziku mogu vremenom da poprave svoju muzikalnost i pored svoje genetske predodređenosti. Epigenetika kaže da se to dešava zahvaljujući genetskim prekidačima. Naime, za vreme slušanja muzike, “uključuju” se prekidači koji aktiviraju gene koji stvaraju molekule neurotransmitere koji pozitivno utiču na naš muzički sluh. Više molekula neurotransmitera znače bolji sluh.
Evo još jednog primera: ako hoćete da popravite pamćenje - bavite se fizičkom aktivnošću. To smanjuje količinu štetnih molekula koji blokiraju aktivnost gena zaduženih za razvoj neurona u mozgu, potrebnih za dobro pamćenje. Više vežbanja - manje štetnih molekula, veća aktivnost gena odgovornih sa razvoj neurona i, na kraju, bolje pamćenje.
Epigenetika, međutim, ima i mnogo ozbiljnije primene od ovih, a vezane su za naše zdravlje i dugovečnost.

Uloga “genetskog prekidača”

Znamo da postoji veza između našeg genetskog nasleđa i šanse da se razbolimo od karcinoma, na primer. Setimo se samo glumice Anđeline Džoli koja je odstranila obe dojke kada je saznala da nosi smrtonosni gen za koji postoji velika verovatnoća da će dovesti do razvoja karcinoma dojke. Gen je nasledila po ženskoj liniji, od svoje majke koja je dobar deo svog života provela boreći se sa karcinomom i, na kraju, bitku izgubila.
Ali šta u slučaju identičnih blizanaca, od kojih je jedan oboleo od karcinoma a drugi nije? Važno je istražiti šta je to što se razlikuje kod njih a što je dovelo do razvoja bolesti. Evo šta je otkriveno: u našem telu postoje molekuli koji sprečavaju razvoj tumorskih ćelija. Njihovu sintezu omogućavaju određeni geni. Kod obolelog blizanca nije došlo do stvaranja ovih molekula. Dalja istraživanja su pokazala da je genetički prekidač u ovom slučaju bio “isključen” i gen koji je trebalo da dovede do sinteze molekula nije bio aktivan. Razvoj tumorskih ćelija nije imalo šta da zaustavi. Kod drugog blizanca genetski prekidač je aktivirao taj isti gen i tako ga zaštitio od razvoja tumora.
I sada razmišljamo o tome kako je lako pritisnuti prekidač na zidu i uključiti svetlo, zar ne? I kako bi divno bilo kada bi to mogli da uradimo u svom telu i tako rešimo gomilu problema sa kojima se srećemo: od muzikalnosti i viška kilograma do otpornosti na razne bolesti, uključujući karcinom i dijabetes. Osim što je i epigenetika još uvek u pionirskoj fazi razvoja, ona se suočava sa veoma kompleksnim načinima na koji svaki pojedinačni prekidač funkcioniše. Mi ih nazivamo prekidačima, ali su oni to samo u logičkom smislu reči, a mehanizmi kojima oni upravljaju genima izuzetno su složeni i raznovrsni. Teško je odrediti i tačan broj prekidača, ali se procenjuje da ih ima najmanje nekoliko desetina hiljada.

Miševi u iščekivanju kazne

Dobra vest je da su obavljena klinička istraživanja u kojima su tretirani pacijenti sa karcinomom u odmaklom stadijumu, kod kojih više nisu pomagali uobičajeni tretmani. U bolnici The Johns Hopkins Hospital u Baltimoru, SAD, razvijen je lek koji se ubacuje direktno u ćelije tumora i u njima aktivira gen koji je inače neaktivan. On dovodi do sinteze molekula čiji je zadatak da potisne ćelije kancera. Kod jedne trećine pacijenata došlo je do smanjenja tumora, dok se kod jednog od njih karcinom potpuno povukao.
A što se tiče onog debelog deke sa početka ovog teksta, nastavak treba da pročitaju buduće tate: na Univerzitetu u Kopenhagenu je obavljeno istraživanje koje je pokazalo da je moguće promeniti status prekidača odgovornih za metabolički sindrom: 6 nedelja intenzivnog vežbanja, 5 puta nedeljno, uz odgovarajuću dijetu. Ovo ne samo da ima dobar učinak na polaznika programa već i njegovo buduće dete dobija nasleđivanjem genetske prekidače postavljene u “zdraviju” poziciju. Moglo bi se reći da se novostečene dobre navike prenose na potomstvo.
Evolutivne promene su spore i podrazumevaju odumiranje jedinki sa slabijim odlikama. A sada se srećemo sa mogućnošću da se navike stečene usled promenjenih životnih okolnosti koje su pogodile jednu generaciju prenesu direktno na nova pokolenja i tako dramatično ubrzaju njihovu adaptaciju na promenjene uslove života.

Ovakva veza između dve generacije potvrđena je kroz eksperiment sa miševima: jednoj generaciji miševa je puštan određeni zvuk i odmah nakon toga bili su  zastrašivani. Na osnovu elementarnog poznavanja biologije, lako je pretpostaviti da je kod miševa na ovaj način razvijen Pavlovljev refleks i da su se oni kasnije plašili svaki put kad čuju isti zvuk, u iščekivanju nekakve mišje kazne.
Ono što je bilo pravo otkriće je da su se i potomci plašili tog zvuka - a da nije bilo načina da od svojih predaka nauče da posle njega sledi opasnost. Znači da je zapis o tome postojao negde u genomu koji su nasledili i to ne u genima.
Epigenetika je mlada nauka za koju se nadamo da će odgovoriti na mnoga pitanja. Ne samo da će nam smanjiti osećaj krivice kad sledeći put posegnemo za sadržajem frižidera, već će nam ozbiljno pomoći u borbi protiv najtežih i najrasprostranjenijih bolesti, pomoći da usporimo starenje i značajno produžimo životni vek.
Otkrića epigenetike treba da daju alate pomoću kojih ćemo sami moći da upravljamo svojom sudbinom, uprkos predodređenostima zapisanim u DNK koju smo dobili u trenutku začeća.

Jelena Marjanović

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"