Matky v roli genových inženýrů

pátek 12. listopad 2010 12:00

To, jak se s námi zacházelo v kolébce, může na zbytek života pozměnit funkci našich genů a činnost našich těl a mozků.

Všichni si dokážeme představit, že matka pečující o dítě mění dění v dětském mozku tím, že do něj dítku vkládá nové informace. Někde v podvědomí si po zbytek života poneseme ozvěny toho, zda nám maminka večer broukala ukolébavku nebo zda jsme slýchali z vedlejší místnosti její opilý ryk a povyk jejích namazaných kumpánů.  Není ale výchovný zásah do dětského organismu mnohem hlubší? Nemůže matka – samozřejmě ve spolupráci s otcem a dalšími blízkými lidmi -  zároveň změnit dítěti na celý zbytek jeho života i funkci genů? A jaký má takto navozená genetická změna dopad na život dítěte?

Odpovědi na tyto znepokojivé otázky nabízí zajímavý experiment, který provedla Frances Champagneová z newyorské Columbia University. Sledovala, jak se matky laboratorních potkanů věnují svým mláďatům. Pro další pokusy si vybrala potkaní dcerky, kterým se jejich matky láskyplně věnovaly, a také potkaní dcerky, jejichž matky se při péči o potomstvo zrovna nepřetrhly. Odlišně „vychované“ dcery se v dospělosti výrazně lišily „životním stylem“. Jasně se to ukázalo, když se dostaly do kontaktu s dospělým samcem. Samičky odchované liknavými matkami se nijak neupejpaly a ochotně se samcem spářily. Když se na scéně objevil další samec, věnovaly přízeň i jemu. Chovaly se tak trochu jako „dámy širšího srdce“. Samičky vychované starostlivými matkami se nechaly k páření „přemlouvat“. Samec jim musel nějakou dobu projevovat přízeň a nabízet „důkazy lásky“ nebo možná projevit „vážné úmysly“. Když se samička s takovým nápadníkem spářila a na scéně se objevil další samec, neprojevovala o nového nápadníka zájem. My lidé bychom asi řekli, že prvnímu samci „zůstávala věrná“.

V pozadí rozdílného chování stojí odlišná reakce samiček na hormony estrogeny, které se do jejich organismu vyplaví při kontaktu se samcem. Samice, které matky v ranných fázích života opomíjely, reagují na estrogeny velmi silně a „síle hormonů“ prostě nedokážou vzdorovat. Samičky, o které se jejich matky staraly, reagují na příliv estrogenů slaběji. Mohli bychom říci, že mají své hormony pod kontrolou.

Síla reakce na stejnou dávku hormonů se může u jednotlivých zvířat lišit v závislosti na tom, kolik je v jejich těle receptorů pro tyto hormony.  Receptor si můžeme představit jako „anténu“ pro příjem hormonálního signálu. Pokud je „anténa“ přítomná, může signál hormonu zachytit a spustit v buňkách příslušné reakce. Čím více je antén, tím více signálních molekul se zachytí a tím silnější je výsledná reakce organismu.

Množství receptorových „antén“ určuje aktivita genů, podle kterých se tyto „antény“ v organismu vyrábějí. Pokud se v genu změní pořadí písmen genetického kódu, může to gen vyřadit z činnosti. Pak se „antény“ nevyrábí a zvíře je k signálu „hluché“. V některých případech naopak vzniká změnou pořadí  písmen v genu „vylepšená“ anténa s lepší funkcí. Pak je příjem signálu silnější. Tyhle změny v pořadí písmen genetického kódu uvnitř genů však mateřská péče vyvolat nedokáže. Přesto není bezzubá.

Péče matky se neprojeví „uvnitř“ dvojité šroubovice DNA (tedy v pořadí písmen genetického kódu) nýbrž „na povrchu“ dvojité šroubovice DNA. Takové „povrchové“ změny označují genetici jako epigenetické. Spočívají v „obalení“ dvojité šroubovice DNA různými molekulami, nebo naopak v „oholení“ těchto molekul z povrchu dvojité šroubovice DNA. Pokud je DNA „zarostlá“ například metylovými skupinami, pak geny „usínají“ a ubírají na pracovním nasazení. Pokud se DNA „oholená“, geny se probouzejí a přidávají na pracovním tempu.

Frances Champagneová je přesvědčena, že mateřská péče v raných obdobích života mláďat mění v některých úsecích DNA stav na jejím „ povrchu“. Konkrétně u opomíjených dcerek odchovaných nevšímavými potkaními matkami dojde k „oholení“ DNA v oblasti genů pro tvorbu „hormonálních antén“. Tyto geny pracují o sto šest, vyrábějí spoustu „antén“ a samice pak reaguje na každou trošku hormonu jako smyslu zbavená. U opečovávaných dcerek starostlivých potkaních matek zůstává DNA v oblasti genů pro „hormonální antény“ i nadále náležitě „zabalená“. „Hormonální antény“ se tvoří v rozumném množství a samička pak má v dospělosti nad sebou kontrolu. Hormony s ní tolik "nemlátí".

Bylo by laciné vyvozovat z podobných experimentů závěry, že nevěrné ženy jsou dcerami málo starostlivých matek. Jednak pro to nemáme žádný důkaz a jednak to zavání snahou vinit z lidského chování jen genetickou konstelaci. To by byla vážná chyba. Lidský mozek je schopen podstatně složitějších operací než mozek potkana. Je třeba schopen zkoumat epigenetické změny v dědičné informaci laboratorních potkanů a číst o tom vědecké studie nebo blogy. Potkani naše epigenetické změny, pokud je nám známo, nestudují a ani o nich nepíšou a nečtou. To, jak se chováme, určují do určité míry varianty našich genů a to jak je máme epigeneticky „zabalené“. Zároveň však máme nad svým chováním do značné míry kontrolu. Jsme za něj zodpovědní sobě i svým blízkým. 

Existují studie, které naznačují, že to, co prožíváme v dětství, navozuje epigenetické změny v naší DNA, mění funkci našich genů a výrazně nám to zasahuje do celého dalšího života. Například lidé, kteří byli v dětství pohlavně zneužíváni a později v depresích spáchali sebevraždu, nesou na genech souvisejících s reakcí organismu na stres takové epigenetické změny, jaké lze pozorovat na podobných genech u potkaních samiček zanedbávaných matkami.

Dětští psychologové, pedagogové ale i zkušenější rodiče se vesměs shodují v tom, že co dostane dítě ve výchově v prvních třech letech života, to mu už nikdy nikdo nevezme. To, co dítě v tomto období nedostane, už po zbytek života jen těžko dohání. Moderní genetika naznačuje, že dítě v raných obdobích života zdaleka nedostává jen informace – tedy elektrické potenciály prohánějící se nervovými buňkami dětského mozku. Péče a výchova formuje povrch dvojité šroubovice DNA a ovlivňuje činnost genů na zbytek života.  

To, jestli si dneska večer sednete u postýlky svého dítěte a zabroukáte mu „Černé oči jděte spát“, se může projevit aktivitou DNA metyláz a DNA demetyláz v jeho buňkách, následnou metylací a demetylací vybraných sekvencí DNA, změnou aktivity příslušných genů a změnou koncentrací některých proteinů. Stáváte se tak „genovými inženýry“ svého dítěte. Role genových inženýrů se však nezbavíte ani v případě, že místo večerní ukolébavky budete v hostinci „Na růžku“ usrkávat pivko, potahovat z cigárka a sledovat přes oblaka dýmu na televizní obrazovce dvě bandy chlapů, jak strkají zahnutými klacky po ledu kus černé gumy. V mozku vašeho dítěte se i tak rozjedou  metylázy a demetylázy, jen si vyberou za místo své činnosti jiné sekvence DNA, ovlivní jiné geny a poznamenají produkci jiných bílkovin. A tak se třeba právě dneska večer do určité míry rozhodne o tom, jestli bude vaše dítě v životě vyrovnané nebo depresivní, klidné nebo agresivní, zvídavé nebo apatické.  Úžasné na tom je, že na to máme určitý vliv a můžeme si zcela svobodně vybrat, jak tento vliv využijeme.

Jaroslav Petr

Jaroslav Petr

Jaroslav Petr

Blog se zabývá vědou, novými vědeckými objevy, jejich společenskými dopady a etickými aspekty. Blog byl Národní knihovnou ČR zařazen do České národní bibliografie a je archivován v rámci jejího projektu WebArchiv.

Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby, v.v.i. se zabývá reprodukční biologií hospodářských zvířat. Přednáší biotechnologii živočichů na České zemědělské universitě v Praze a na Jihočeské univerzitě v Českých Budějovicích. Ve volném čase se věnuje popularizaci vědy. Spolupracuje s Českým rozhlasem, Lidovými novinami, různými časopisy a internetovými servery, např. Vesmír, Příroda, XB1, 100+1, 21. století, VTM aj.

REPUTACE AUTORA:
0,00

Seznam rubrik

Tipy autora