پزشکی و سلامت

اپی ژنتیک چیست؟

اپی ژنتیک علمنا
نوشته شده توسط سرویس پزشکی و سلامت

آیا امکان اینکه برخی صفات اکتسابی از طریق نسل ها منتقل شود وجود دارد؟ چنین نظری در قرن نوزدهم رایج شد و اولین بار توسط لامارک دانشمند فرانسوی پیشنهاد شد. اما این نظریه با پیدایش ژنتیک کلاسیک و تکامل داروینی از اعتبار ساقط شد. آخرین میخ تابوت تکامل لامارکی کشف DNA در سال ۱۹۵۳ بود. به نظر می رسد این مولکول کار آمد و منظم که رمزهایی برای حیات را در توالی های بسته بندی شده ای به نام ژن حمل می کند، ثابت می کند که یک خصوصیت ژنتیکی مثل رنگ چشم تنها می تواند به ارث برسد و برای دانشمندان علم ژنتیک، والدین و اجداد تنها به عنوان افرادی که ژن هایشان را انتقال داده اند، اهمیت دارند و نوع زندگی شان در این مورد نقشی ندارد. اما گروه دیگری از دانشمندان اکنون دلایل قانع کننده ای ارائه کرده اند که پیشنهاد می کند توارث ممکن است به واقع آن قدر که ژنتیک دانان کلاسیک معتقدند، ساخته و پرداخته نباشد. این نظریه اپی ژنتیک نامیده می شود.
اپی ژنتیک نظریه ای در زمینه ی توارث است که می گوید ژن دارای “حافظه ای” برای یک واقعه است. ممکن است دو نسلِ در معرض واقعه یا رخداد در ژن های آن نسل نشانه گذاری شده و موضوع برای ۴ یا ۵ نسل بعد یا بیشتر ادامه یابد. این خود شاخه کاملی از ژنتیک با مفاهیمی گسترده است که اغلب ما در مورد آن چیزی نشنیده ایم.
اپی ژنتیک به طور تحت اللفظی به معنی “روی” ژن ها است و اصلاحاتی است که می تواند به صورت حذف یا اضافه شدن مولکول های خاص از DNA باشد و این امر به نوبه ی خود بر چگونگی تفسیر ژن ها توسط هسته ی سلول تاثیر می گذارد.
در واقع در زیست شناسی به هر پدیده ای که بدون تغییر در ساختار DNA موجب تفاوت در فنوتیپ یا اثر ژن شود، اپی ژنتیک می گویند. این تفاوت می تواند در تقسیم سلولی و در چند نسل باقی بماند، اما هیچ گونه تغییری در تناوب DNA حاصل نشود. یک مثال در یوکاریوتیک ها، تمایز سلولی است. در مرحله ریخت زایی (مورفوژنز) سلول های بنیادی همه توان به چندین سلول چندتوان تبدیل می شود، بدون اینکه در ساختار DNA تغییری حاصل شود.
در سال ۱۹۸۰ مارکوس پمبری استاد ژنتیک در بیمارستان استریت اورموند یکی از اولین افرادی بود که نشان داد برخی ژن های انسانی به وسیله ی نشانگر اپی ژنتیکی نشان گذاری می شوند و در نتیجه می توان تعیین کرد که آن ها از کدام والد منشا گرفته اند. پمبری در حال مطالعه یک بیماری نادر به نام نشانگان انجلمن (Angelman Syndrom) بود که در آن در نتیجه ی جهش، توالی کوچکی از DNA یکی از کروموزوم ها حذف می شود. مبتلایان به این نشانگان حرف نمی زنند، راه رفتنی خشک و نامنظم دارند و بیش از حد می خندند. پمبری دریافت که این نشانگان زمانی ایجاد می شود که توالی DNA که از مادر به ارث می رسد، حذف شود. دیگران نشان دادند که اگر همین توالی از DNA پدر حذف شود باعث ایجاد ناهنجاری کاملا متفاوتی به نام نشانگان پرادِر-ویلی (Prader-willi) می شود که کودکان مبتلا به آن علاقه ی سیری ناپذیری نسبت به خوردن غذا دارند.
اگر این عارضه کنترل نشود باعث می شود که آن ها به صورت وسواسی غذا بخورند تا زمانی که از نظر بالینی چاق شوند. مطالعه ی پمبری نشان می دهد که به نحوی ژن “به یاد می آورد” از کدام والد منشا گرفته است. در همین زمان دانشمندان متوجه شدند، در حالی که هر سلول بدن انسان حاوی DNA یکسانی است، ژن های منفرد دارای مکانیسم تغییر وضع دهنده یا سوییچ کننده ای هستند که به آن ها دستور می دهد، خاموش یا روشن باشند. این موضوع مشخص می کند که چگونه یک سلول برای مثال به سلول مغز، چشم یا ریه تبدیل می شود. جهش های اپی ژنتیکی می توانند با تداخل در این مکانیسم های سوییچ کننده از شناسایی شدن یا بروز یک ژن خاص جلوگیری کنند.
دکتر ولف استاد دانشگاه کمبریج نشان داد که ممکن است مداخله گر محیطی یا انسانی با این سوییچ، تداخل ایجاد کرده و به طور مصنوعی آن ها را با ایجاد اثراتی طولانی مدت خاموش یا روشن کنند. آزمایش هایی در حال شروع شدن هستند تا نشان دهند اثرات اپی ژنتیکی واقعا از طریق نسل ها انتقال می یابند.
دکتر جاناتان سکل در دانشگاه ادینبورگ کارشناس علمی و بالینی در مورد هورمون استرس (کورتیزول) است. او دریافت که اگر موش های آزمایشگاهی باردار تحت استرس قرار گیرند، نسل بعدی آن ها هم نشانه های استرس، فشار خون بالا، دیابت و رفتارهای اضطرابی را نشان می دهند. این موضوع مثالی از یک “اثر مادری” است که طی آن محیط داخل رحم نسل های بعدی را متاثر می کند، در حال حاضر مشخص نیست که آیا یک عامل اپی ژنتیکی این اثر مادری را ایجاد می کند یا خیر. آنچه که سکل به آن علاقه مند بود این است که نسل های بعدی موش ها، نشانه های مشابه استرس را به طور اپی ژنتیک از مادرشان به ارث می برند؛ استرسی که خودشان تجربه نکرده بودند. جالب تر اینکه اگر فرزندان مذکرِ دارای استرس با ماده طبیعی جفت گیری می کردند، این ماده ها هم فرزندانی به دنیا می آوردند که نشانه های استرس غیر عادی را نشان می دادند. سکل آنقدر متعجب شده بود که آزمایش ها را تکرار کرد و نتایج مشابهی به دست آورد.
مطالعات اولیه انسان ها هم نشانه های توارث فرا-نسلی اپی ژنتیکی (trans-generation) را نشان داده است. لارس اولاو بیگرن پزشک سوئدی در همکاری با پمبری متوجه شد اگر پدربزگ پدری در دوران کودکی دچار سوء تغذیه باشد، نوه های پسری او عمر طولانی تری دارند ولی بر روی هیچ یک از نوه های دختری تاثیر نخواهد گذاشت. این وضع نشان می دهد که مکانیسم انتقال اثرات اپی ژنتیکی در مردان و زنان متفاوت است. این مطالعات حتی نشان داده است که دسترسی به موقع به غذا در زندگی جد مادری بر روی نوه هایش تاثیر دارد.
اپی ژنتیک این نظر را که تعیین توالی ژنوم انسان همه جواب های لازم درباره ی توارث انسان را خواهد داد، به زیر سوال برده است. استلزامات ناشی از تغییرات اپی ژنتیکی DNA کاملا وسیع و قابل ملاحظه است؛ آن ها می توانند بُعدی اضافی به تکامل بیفزایند و آن را نسبت به محرک های مصنوعی پاسخ دهنده کنند که کاملا متفاوت با ژنتیک کلاسیک خواهد بود. گاهی محیط تغییراتی را فقط برای چند نسل بر می انگیزد، اما ما هنوز نمی دانیم که چه چیزی می تواند به طور بالقوه عکس العمل های اپی ژنتیکی را آغاز کند. به نظر می رسد که میراث ما برای نسل های آینده بیش از آن چیزی باشد که تا به حال تصور می کردیم.

درباره نویسنده

سرویس پزشکی و سلامت

۱ دیدگاه

دیدگاه شما چیست