| |
XVIII./3.2. fejezet: Transzgenerációs hatás
Transzgenerációs hatásról akkor beszélünk, mikor a szülőket ért környezeti hatások az utód szervezetében maradandó változásokat eredményeznek, amelyek javíthatják, vagy éppen gátolhatják az alkalmazkodási képességet.
Különböző típusú környezeti stimulusok képesek megváltoztatni a teljes agyi vagy más kapcsolódó neurológiai pályák epigenomját. Ezzel hosszú távon megváltoztatva a viselkedés fenotípusát, amely szülőről utódra is átadódhat a transzgenerációs mechanizmusoknak köszönhetően.
Például éheztetett első generációs egerek (F0) esetében csökkent szérum glükóz szintet figyeltek meg mind a hím, mind a nőstény utódoknál (F1). Mindazonáltal magas zsírtartalmú diéta a hím patkányok (F0) esetében a nőstény utódok hasnyálmirigy béta-sejtjeiben működési rendellenességet figyeltek meg. Más vizsgálatok során azt tapasztalták, hogy olyan hímeknek, melyeket alacsony-fehérje diétán tartottak olyan utódaik születtek, amelyek számos lipid és koleszterin metabolizmushoz kötődő gén expressziójában magasabb intenzitást mutattak, valószínűleg amiatt, mert a kulcs lipid szabályozó génen megemelkedett a metiláció szintje. |
 |
Az Överkalix tanulmányban kimutatták, hogy olyan svéd férfiak paternális fiú unokáinál (az adott férfi fiának a fia), akik a 19. században még pubertás kor előtt éheztek kevésbé valószínű, hogy kardiovaszkuláris betegségben halnak meg. Ezzel szemben, ha az élelem bőséges, akkor a cukorbetegség miatti halálozások száma megnő az unokák körében, utalva a folyamat transzgenerációs okaira. Egy ezzel ellentétes folyamatot figyeltek meg, olyan nők leszármazottainál, akik a terhességük alatt, így a petesejt érése során is, éhinsígnek voltak kitéve. Ezeknek a nőknek a paternális lány unokái (az adott nő fiának a lánya) átlagosan rövidebb ideig éltek, mint a terhesség alatt normál táplálkozású nők fiainak a lányai.
Jelenleg az egyik legérdekesebb transzgenerációs kérdés, hogy a szaglás alapján történő kondicionálás két generáción keresztül is mutat transzgenerációs hatást, melynek pontos molekuláris háttere még egyáltalán nem ismert. Mindenesetre az feltételezhető, hogy nemcsak a mitotikus (számtartó), de az ivarsejtek keletkezéséhez szükséges meiotikus (számfelező) osztódás sem töröl le minden epigenetikai modifikációt a DNS-ről. Ez a jelenség felhívja a figyelmet a transzgenerációs epigenetikai viselkedési transzmisszió mechanizmussal kapcsolatos legnagyobb kérdésre, hogyan adódhat át egy tanult viselkedés az utódnak? Milyen epigenetikai folyamatok teszik lehetővé, hogy a tanult viselkedési mintázat rögzüljön a csíravonal sejtjeiben, majd kifejeződésre jusson az utód idegrendszerében? |
 |
XVIII./3.3. fejezet: Genomiális imprinting (bevésődés)
A genomiális imprinting emlősökben leírt jelenség, mely során az anyai és apai DNS különböző metilációs mintázatot mutat a csírasejtekben, ezáltal különböző génaktivációs mintázat jellemzi a megtermékenyített petesejtben működő örökítő anyagot, attól függően, hogy az apai vagy anyai. Jelenleg kb. 80 olyan gént ismerünk az emberi fejlődés kezdeti szakaszában, mely genomiálisan imprintált, és mindegyik ilyen gén a fejlődés szabályozásában játszik kiemelt szerepet. Már ismertek olyan emberi betegségek is, amelyek ilyen imprintált gének hibájához köthetőek. A legismertebb ezek közül az Angelman és a Prader-Willi szindróma, melyeket ugyanaz a genetikai mutáció okoz, a 15-ös kromoszóma rövid karjának 4 Mb-os deléciója, mely 7 apai és 2 anyai imprintált gént érint. Ha az apai kromatidán aktív gének deletálódnak akkor a Prader-Willi szindróma, ha az anyai kromatidán aktív régió hiányzik, akkor az Angelman szindróma fog kialakulni. Tehát a megnyilvánuló fenotípus attól függ, hogy a mutációt a gyermek az anyjától vagy az apjától örökölte. A másik genomi imprintinggel asszociált betegség a Beckwith-Wiedemann szindróma, mely általában az anyai imprint hibájából fakad a 11-es kromoszómán. |
|
XVIII./3.4. Tanulás, memória
A tanulás és új memórianyomok rögzítése strukturális és funkcionális változások eredménye, melyet elsősorban a neuronális aktivitási mintázat és ezen keresztül a szinapszisok átrendeződésében nyilvánul meg. A neuronális szignalizációs útvonal indukálja a nukleáris epigenetikai aktivitást, amely végül a génexpresszió hosszú távú változásait eredményezi. Kísérletekkel igazolták, hogy egyértelmű kapcsolat van a hiszton molekulák acetilációja és a memória kialakítása között. A hiszton-deacetiláz-2 enzim szerepe a szinaptikus plaszticitásban, a tanulásban, a hosszútávú potenciációban, valamint a rövid és hosszútávú memória kialakulásában van. A hiszton molekulák metilációjával más gének is szerepet játszanak a tanulásban és a memória kialakulásában. A hiszton-deacetiláz-3 szerepe a függőségben, valószínűleg a memóriára kifejtett hatásán keresztül hat, mivel gátlása elősegíti a félelem memória kialakulását és a drog-kereső magatartás megszüntetését.
A DNS metilációnak is fontos szerepe van a memória kialakulásában és fenntartásában. A DNS metil transzferáz gátlása vagy kiütése a memória szupresszióját és a memória nem megfelelő rögzülését, a szinaptikus plaszticitás, a tanulás és memória hibás működését eredményezi. A DNS aktív demetilációja a Tet1 fehérje működésén keresztül képes kioltani a memóriát, de nem játszik szerepet a memória kialakításában.
Az előbbiekben említett két folyamat együttesen vesz részt a memória formálásában, és mindkettő megfelelő működése elengedhetetlen a tanulási és felejtési folyamatok megfelelő szabályozásában. |
|