Mέχρι και τα τέκνα, από… το στομάχι περνούν!

Με τη βοήθεια μερικών παχύσαρκων κίτρινων ποντικιών, Αμερικανοί επιστήμονες
ανακάλυψαν τον τρόπο με τον οποίο η διατροφή της μητέρας μπορεί να αλλάξει διά
παντός τη λειτουργία των γονιδίων των παιδιών της, χωρίς όμως να επηρεάσει τα
ίδια τα γονίδια.

Τα εν λόγω ποντίκια φέρουν ένα είδος «διακόπτη» δίπλα στο γονίδιο, το οποίο
καθορίζει το χρώμα του τριχώματός τους και την προδιάθεσή τους στην
παχυσαρκία, τον διαβήτη και τον καρκίνο. Όταν οι ερευνητές τάισαν τα έγκυα
ποντίκια με έξτρα βιταμίνες και διατροφικά συμπληρώματα, αυτά αλληλεπίδρασαν
με τον «διακόπτη» των εμβρύων και απενεργοποίησαν το συγκεκριμένο γονίδιο.
Αποτέλεσμα; Οι παχύσαρκες κίτρινες μητέρες γέννησαν απλά ποντίκια με καφέ
γούνα, τα οποία ήταν αδύνατα και υγιή.

Ο ρόλος της διατροφής. Οι επιστήμονες έχουν αντιληφθεί εδώ και χρόνια
ότι η διατροφή των εγκύων – είτε είναι ποντίκια είτε μύγες (δροσόφυλλες) είτε
άνθρωποι – μπορεί να επηρεάσει σημαντικά την ευαισθησία των απογόνων τους στις
αρρώστιες. Ωστόσο, ο ακριβής μηχανισμός της αλληλεπίδρασης αυτής παρέμενε
άγνωστος, κατά τον δρα Ράντι Τζιρτλ, καθηγητή Ακτινολογικής Ογκολογίας στο
Πανεπιστήμιο Ντιουκ και επικεφαλής της νέας μελέτης η οποία δημοσιεύθηκε στην
επιθεώρηση «Μοριακή και κυτταρική βιολογία».

H ερευνητική εργασία του δρος Τζιρτλ αποτελεί ορόσημο στην σχετικά νέα
επιστήμη της Επιγενετικής, η οποία μελετά τους τρόπους με τους οποίους
εξωγενείς παράγοντες, όπως η διατροφή, το στρες και η μητρική διατροφή, μπορεί
να αλλάξουν τη λειτουργία των γονιδίων δίχως να επηρεάσουν στο ελάχιστο την
αλληλουχία του DNA. Αυτού του είδους οι παράγοντες έχει αποδειχθεί ότι παίζουν
ρόλο στην ανάπτυξη καρκίνου, εγκεφαλικού, διαβήτη, σχιζοφρένειας,
μανιοκατάθλιψης και άλλων ασθενειών, καθώς και στην διαμόρφωση των
χαρακτηριστικών συμπεριφοράς των νέων γενεών.

H επιγενετική μπορεί να κρύβει τις απαντήσεις σε πολλά μυστήρια, τα οποία οι
κλασικές γενετικές προσεγγίσεις δεν έχουν κατορθώσει να επιλύσουν, εκτιμά ο δρ
Αρτούρας Πετρόνις, αναπληρωτής καθηγητής Ψυχιατρικής στο Κέντρο Εθισμών και
Ψυχικής Υγείας του Πανεπιστημίου του Τορόντο. Τέτοια μυστήρια είναι το γιατί
αναπτύσσει σχιζοφρένεια ο ένας από τους δύο πανομοιότυπους διδύμους, γιατί
ορισμένα νοσογόνα γονίδια φαίνεται να επηρεάζουν περισσότερο μερικούς
ανθρώπους απ’ όσο άλλους και γιατί οι σύνθετες ασθένειες, όπως ο αυτισμός,
εκδηλώνονται συχνότερα στα αγόρια απ’ ό,τι στα κορίτσια.

Βιολογικοί μηχανισμοί. Για να βρουν τις απαντήσεις, οι επιγενετικοί
επιστήμονες δεν μελετούν τις μεταλλάξεις των γονιδίων, παρά άλλους βιολογικούς
μηχανισμούς, οι οποίοι επίσης επηρεάζουν τη λειτουργία των γονιδίων. Ένας από
αυτούς είναι η μεθυλίωση, η οποία δρα ως φρένο. H μεθυλίωση μπορεί να
ενεργοποιήσει ή να εξουδετερώσει τη λειτουργία ενός γονιδίου με την βοήθεια
ενός κουαρτέτου από άτομα τα οποία αποκαλούνται μεθυλική ομάδα και
προσκολλώνται σε συγκεκριμένο τμήμα του γονιδίου, προκαλώντας τις αλλαγές στη
λειτουργία του.

H διαδικασία συχνά απενεργοποιεί γονίδια τα οποία δεν είναι χρήσιμα για τα
κύτταρα. Στην πραγματικότητα, σε κάθε θηλυκό κύτταρο η μεθυλίωση απενεργοποιεί
τα γονίδια που βρίσκονται στο ένα από τα δύο χρωμοσώματα X.

Οι μεθυλικές ομάδες. Οι μεθυλικές ομάδες και άλλα μικρά μόρια μπορεί
επίσης να προσκολληθούν σε ορισμένα σημεία των χρωμοσωμάτων, συμβάλλοντας στη
χαλάρωση των σφικτών αλυσίδων του DNA ώστε να είναι δυνατή η ανεμπόδιστη
λειτουργία των γονιδίων που υπάρχουν σε αυτές. Άλλες φορές κάνουν τις αλυσίδες
ακόμα πιο σφικτές, ώστε να αδρανοποιηθούν τα ενεργά γονίδια που φέρουν. Οι
μεθυλικές ομάδες απενεργοποιούν επίσης τα κατάλοιπα των παλαιών ιογενών
λοιμώξεων, που αποκαλούνται μετατοπιστές (transposons). Το 40% του ανθρώπινου
γονιδιώματος αποτελείται από παρασιτικούς μετατοπιστές.

Οι μεθυλικές ομάδες παίζουν επίσης ζωτικό ρόλο στον έλεγχο των γονιδίων, τα
οποία σχετίζονται με την προγεννητική και μεταγεννητική ανάπτυξη,
συμπεριλαμβανομένων των 80 γονιδίων που κληρονομούνται μόνον από τον ένα
γονιό. Επειδή τα επονομαζόμενα αποτυπωμένα (imprinted) γονίδια πρέπει να
υποστούν μεθυλίωση για να λειτουργήσουν, είναι ευάλωτα στην διατροφή και σε
άλλους περιβαλλοντικούς παράγοντες. Και οτιδήποτε επηρεάζει την μεθυλίωση στη
διάρκεια της αναπτύξεως του εμβρύου μπορεί να αλλάξει το ζώο ή τον άνθρωπο για
πάντα.

Οι μεθυλικές ομάδες προέρχονται εξ ολοκλήρου απ’ ό,τι τρώει ο άνθρωπος και η
επίδρασή τους μπορεί να είναι θετική ή αρνητική – για αυτό πιστεύεται ότι έχει
τόσο μεγάλη σημασία η μητρική διατροφή στη διάρκεια της εγκυμοσύνης.

Μετατόπιση… χρώματος

Για το πείραμά του επιλέχθηκε ένα ποντίκι που είχε έναν μετατοπιστή
ακριβώς δίπλα στο γονίδιο που είναι υπεύθυνο για το χρώμα του τριχώματος. Ο
μετατοπιστής παρακίνησε το γονίδιο να υπερπαράγει μια πρωτεΐνη, η οποία έκανε
το ποντίκι εντελώς κίτρινο ή κιτρινοκαφέ. H πρωτεΐνη επίσης «μπλόκαρε» ένα
κέντρο ελέγχου της διατροφής στον εγκέφαλο. Τα κίτρινα ποντίκια έχουν την τάση
να τρώνε πολύ και να αναπτύσσουν καρκίνο και διαβήτη.

Για να διαπιστωθεί αν η επιπλέον μεθυλίωση θα επηρέαζε τα ποντίκια, ο δρ
Τζιρτλ τάισε τα ποντίκια με άφθονες μεθυλικές ομάδες που περιέχονταν σε
συμπληρώματα βιταμινών, τόσο πριν από την εγκυμοσύνη όσο και στη διάρκειά της.
«Οι μεθυλικές ομάδες εξουδετέρωσαν τον μετατοπιστή» με συνέπεια να επηρεαστεί
το παρακείμενο γονίδιο του χρώματος.

Στέφανος Κρίκκης, Εύη Ελευθεριάδου