Arv og miljø: genetikk og epigenetikk. Sult og fedme, eller hvordan miljøet kan endre hva vi arver.

Da den genetiske koden var klarlagt, trodde man at DNA bestemte alt man arvet etter sine foreldre. DNA var der en gang for alltid i vår kropp, i alle våre celler og kunne ikke endres, mente man. Men etter hvert som den genetiske forskning skred fremover, skjønte man at DNA kunne endres ved små påplussinger av visse kjemiske strukturer (metyleringer av nukleinsyrer eller acetylering av histonproteiner som DNA er kveilet rundt), og at disse endringene hadde betydning for hvordan genene styrte produksjonene av de ulike cellers proteiner.
Man ble klar over dette hos eneggede tvillinger, som ved fødselen hadde akkurat det samme arvematerialet, altså helt lik DNA. Men voksne eneggede tvillinger har ikke helt likt DNA lengre, det har skjedd noe ettersom tiden har gått. DNA har blitt kjemisk endret f.eks ved en metylering av en eller flere av nukleinsyrene i DNA. Vi kaller disse endringene for epigenetiske. Epigenetikk er med andre ord læren om hvordan miljøet kan endre geners uttrykk uten at dette fører til endringer i selve arvestoffet, DNA.
Slike endringer kan skje i alle kroppens celler, og vil kunne overføres fra celle til celle gjennom celledelinger i kroppen gjennom hele livet. Men de kan også overføres til neste generasjon ved at kjønnscellene er blitt epigenetisk endret.
Et historisk eksempel på en slik epigenetisk arv har man sett hos etterkommerne etter kvinner som var gravide under den store hungerkatastrofen, som fant sted i vinteren 1944 i det naziokkuperte Nederland. Kvinner som var i de to siste trimestrene av sin graviditet denne hunger-vinteren fødte, ikke uventet, barn med lav fødselsvekt og en dårlig neonatal helse. En oppfølging av disse barna etter 20-30 år viste at de hadde langt høyere frekvens av overvekt, fedme og metabolsk syndrom enn barn som var født under normale omstendigheter av normalvektige kvinner. Videre er det interessent at barn av denne neste generasjonen også har dårligere fysisk og psykisk helse enn normalbefolkningen. Vi finner altså negative helseeffekter hos barnebarna etter bestemors sult i 1944. Dette er beskrevet, sammen med en rekke andre eksempler på epigenetisk arv, i en interessent populærvitenskapelig bok av Richard C. Francis (1).
Men det er ikke bare underernæring som kan føre til epigenetiske endringer. Fra dansk hold har vi nylig fått en interessent publikasjon. En gruppe fra Universitetet i København (2) har funnet forskjeller i spermienes genom hos magre og fete menn!
Det danske forskerteamet undersøkte 24 menn mellom 24 og 40 år og klassifiserte dem som normalvektige (BMI 20-25) eller fete (BMI over 30). Sæden fra hver mann ble undersøkt med hensyn til metylering av DNA. De fant en tydelig (signifikant) forskjell i metyleringsgraden av DNA hos de normale og fete menn i mere enn 9 000 gener. Blant disse 9000 var det 274 gener som hadde med regulering av appetitten å gjøre.
De danske forskerne fikk også sædprøver fra seks meget fete menn (BMI over 33.8) før og etter de hadde gjennom gått en fedmeoperasjon. De fikk prøver både etter en uke og ett år postoperativt. Analysene av sædcellene viste at vel 1500 gener hadde endret metyleringsmønster en uke etter operasjonen. Antallet gener som var endret etter ett år, var nesten 4000!
Disse danske undersøkelsene viser at fete menn har epigenetiske endringer i sine sædceller som meget mulig kan overføres til deres barn, og dermed kanskje påvirke deres spisevaner.

Vi vet at barn av fete foreldre har en tydelig tendens til selv å bli overvektige eller fete. Dette kan både være en ren genetisk effekt, men også en epigenetisk arv.
Vi nærmer oss jul med glede både rundt fete julebord og i varme senger i de lange vinternetter. Jeg har ikke sett noen undersøkelser som viser at barn født i september blir mer overvektige enn barn som ikke er unnfanget ved juletider. Kanskje noen unge forskere vil ta opp denne epigenetiske problemstillingen?
Hilsen fra

Kaare R. Norum
(1) R.C. Francis : Epigenetics. The ultimate mystery of inheritance. 234 s. New York: W.W. Norton 2011
(2) I. Donkin et al. : Obesity and bariatric surgery drive epigenetic variation of spermatozoa in humans. Cell Metabolism, doi:10.1016/j.cmet.2015.11.004,2015

Legg igjen en kommentar

Fyll inn i feltene under, eller klikk på et ikon for å logge inn:

WordPress.com-logo

Du kommenterer med bruk av din WordPress.com konto. Logg ut / Endre )

Twitter picture

Du kommenterer med bruk av din Twitter konto. Logg ut / Endre )

Facebookbilde

Du kommenterer med bruk av din Facebook konto. Logg ut / Endre )

Google+ photo

Du kommenterer med bruk av din Google+ konto. Logg ut / Endre )

Kobler til %s