پزشکی مغز و اعصاب

اپی‌ژنتیک (فراژنتیک) – تاثیر محیط بر ژن‌ها

علمی که اساس تغییر سریع الگوی کنونی است

زمانیکه اولین ژنومِ انسان رمزگشایی شد باور عمومی این بود که «با شناسایی ژنها می توان فرد را شناخت.» حالا، تقریبا ۱۵ سال بعد، علم در حالِ تحقیق درباره‌ی موضوع جدیدی است که عموم را به وجد آورده و برخی مقالات ادعا می کنند ضربه‌ی روحی می تواند به نسلهای بعدی منتقل شود و زندگی شان را تحت تاثیر قرار دهد. بنا بر این یافته، ژن‌ها فقط قادر به کنترل ما نیستند بلکه ژن‌ها نیز قابل کنترل می‌باشند. اپی‌ژنتیک می گوید، ژنها چگونه کنترل می شوند و چه عواملی بر ژنها تاثیر می‌گذارد.

اپی‌ژنتیک به فرا-سطحِ meta-level تنظیمات ژنتیکی اطلاق می‌شود. مکانیزم‌های اپی‌ژنتیکی تعیین می‌کنند که تحت تاثیر عوامل خارجی کدام ژن روشن یا خاموش شود. این مکانیسم کمک می کند تا ماده‌ی ژنیِ ثابت را انعطاف‌پذیر کنیم. تنظیم کننده‌های اپی‌ژنتیک در سطح میکروبیوشیمی مسوول قرارگیری محل‌های انفرادی ژنومی و در نتیجه امکان یا عدم امکان دسترسی به آنها می باشند. این مکانیزم توسط گروه‌های شیمیاییِ کوچکِ چسبیده به ژن و یا جدا از آن عمل می‌کند. آنزیمهای معینی علامت گذاری نهایی ژنوم را می خوانند و سپس موجب روشن یا خاموش شدن ژن‌ها می شوند.

به این ترتیب باید با دگمایی(عقیده‌یی) که مدتهای مدید قوت گرفته خداحافظی کنیم: نظریه‌یی که می‌گوید ژنها در خلق موجودات زنده تغییرناپذیرند. حال با نگاهی به تاریخِ علم این پرسش پیش می‌آید که آیا لامارک درست می‌گفت؟ وی زیست‌شناس فرانسوی قرن نوزدهم بود که ادعا کرد ارگانیسم‌ها خصوصیاتی کسب می نمایند که به نسلهای آینده منتقل می کنند. هم اکنون محققان اپی‌ژنتیک دقیقا بدنبال همین موضوع هستند. آزمایش بر موش‌ها نشان می‌دهد رمزگذاری هدفمند و خاص ژن‌های فردی موجب می‌شود تغییرات انجام شده به نسلهای بعدی منتقل شود. با اینحال، تغییرات اپی ژنتیک تغییرات به اصطلاح نرم هستند یعنی بازگشت‌پذیر می‌باشند. این امر امید بزرگی در درمان به شمار می‌رود- توانایی دخالت خارجی بر مکانیسم کنترل جهت تغییر آن مانند زوال عقل سالخورده‌گان.

nucleosome_articleهم اکنون تنش احتمالی پیرامون این موضوع در حال شکل‌گیری است. از طرفی، این امکان که عوامل محیطی بتواند وضعیت انسان را به طور قابل توجهی دستخوش تغییر قرار دهد بسیار نگران کننده‌است. قبلا حتی اگر دچار مصیبت بودیم خوش‌بینانه انتظار داشتیم نسل بعد وضع بهتری خواهد داشت. اما امروز باید فرض را بر این بگیریم که سختی‌ها یا خشونتی که نسل ما تجربه می‌کند نه تنها برای خودمان سخت است که فراموش کنیم بلکه ژن‌هایمان نیز این حوادث را به یاد خواهند داشت و مقداری از آن را به نسل‌های بعدی منتقل می‌کنند.

تحقیقی که همیشه در این زمینه از آن یاد می‌شود مربوط به تحلیل داده‌های جمع شده در هلند در سال‌های گرسنگی ۱۹۴۴-۱۹۴۵ می‌باشد که مردم دچار گرسنگی شدید بودند. کودکانی که در این زمان بدنیا آمدند نه تنها کوچکتر بودند بلکه در بزرگسالی با خطر بالای ابتلا به چاقی، مشکلات قلبی و اختلالات اعصاب و روان قرار داشتند. به همین ترتیب نسل بعد از آنها نیز کوچکتر از میانگین بود، علیرغم اینکه در نسلِ بعد غذا به فراوانی یافت می‌شد و شرایط زندگی پیشرفت چشمگیری داشت.

آندره فیشر عصب شناس دانشگاه گوتینن می گوید: «یک دلیل می تواند تغییر متیلیشن دی.ان.ای فاکتور رشد ۲ شبه انسولین باشد. تحقیقات گروه ما نشان داد فاکتور رشد ۲ شبه انسولین (IGF2) برای عملکرد شناختی مهم است و در اختلالات عصبی نقش مهمی دارد.  مجله‌ی ScientificAmerican از تحقیقی گزارش داد که درباره نواده‌گان بازمانده‌گان همه سوزی بود: «نتایج نشان می‌دهد هورمون استرس نواده‌گان بازمانده‌گان همه‌سوزی دارای مشخصات متفاوتی در مقایسه با همسالانشان می باشند که می تواند آنها را در معرض اختلالات عصبی قرار دهد.»

الیزابت بلکبِرن، برنده‌ی جایزه‌ی نوبل ۲۰۰۹ در پزشکی برای تحقیقش بر تلومِر، در سال ۲۰۱۳ هشدار داده بود که استرس می تواند موجب تغییر ماده ژنتیکی شود. او و همکارش الیسا اِپِل ثابت کردند خشونت، آزار و فقر «پوشش محافظ» ژنوم را کاهش می دهند.

حال پرسش اینست که مکانیسم وراثت اپی‌ژنتیک از نظر تکاملی چگونه است؟ به ارث بردن تجربیات منفی فقط موجب آسیب نسل بعد می شود؟ تمرکز تحقیقات اخیر بیشتر بر این مساله است که آیا وراثت می تواند در نسل‌های بعد موجب مقاومت در برابر استرس باشد یا نه. این فرایندهای تنظیم کننده از آنجا سرچشمه می گیرند که تصور قوی‌ مبنی بر به ارث بردن ژنهای یکسان، به این تغییر یافته که در صورت لزوم، ژنها به شرایط محیطی سخت در چند نسل تطبیق می‌یابند. با اینحال پیش از آنکه دارویی برای استرس مزمن (به طور مثال) پیدا کنیم، باید فرایندهای زیربنایی تنظیم استرس وراثتی مورد مطالعه قرار گیرد. بنابراین عوامل درمانی هدف بلند مدت هستند و نه گام بعدی.

در زمینه آلزایمر موفقیت درمانی سریع انتظار می رود. ژن‌های مسوول یادگیری در بیماران مبتلا به آلزایمر از کار می‌افتند. مطالعات روی حیوانات نشان می دهد دارو مانع از کار افتادن قابلیت شناختی شود. دارو نه تنها مانع از بین رفتن سلولهای عصبی شد بلکه سلول‌های عصبی جدید شکل گرفت. امر امیدوارکننده‌ی دیگر آنست که داروهای اپی‌ژنتیکی برای درمان سرطان موجود می‌باشد که می تواند برای بیماری‌های تحلیل سلولهای عصبی مناسب باشند.

نتیجه هر چه باشد می‌توانیم برای دریافت بینش جدید در زمینه قابلیتهای چشمگیر اپی‌ژنتیک و تاثیری که روش زندگی و طرز تفکرمان بر ژنها می گذارد کنجکاو باشیم.

منبع:http://www.lindau-nobel.org/epigenetics-how-the-environment-influences-our-genes/

نظری بدهید