تصور کنید که دیوید بکهام هستید. شما با از خودگذشتگى بر روى مهارت‌هاى فوتبال‌تا‌ن تمرین کرده‌اید، روى استعدد‌ها و قابلیت‌هایتان کار کرده‌اید، غذاى سالم خورده‌اید و عموماً یک زندگى ارزشمند، راضى کننده و موفق داشته‌اید. اکنون تصور کنید هر چیزى که به آن دست یافته‌اید، بتواند از طریق ژ‌‌‌ن‌های‌تان به فرزندان‌تان منتقل شود. بنابراین آنها با حداقل تلاش مى‌توانند در موفقیت‌هاى شما شریک شوند.
کاملاً ممکن است ساختارى ژنتیکى وجود داشته باشد که استعدادى طبیعى براى فوتبال به فرزندان بکهام بدهد، اما چنین ژن‌هایی راهی برای میانبر زدن همه کار و تلاش‌هاى سختى که او در ورزش انجام داده، نیست. اما آیا امکان اینکه برخى صفات اکتسابى از طریق نسل‌ها منتقل شوند وجود دارد؟
چنین نظرى در قرن نوزدهم رایج شد و اولین بار توسط لامارک دانشمند فرانسوى پیشنهاد شد، اما این نظریه با پیدایش ژنتیک کلاسیک و تکامل داروینى از اعتبار ساقط شد. آخرین میخ تابوت تکامل لامارکى کشف DNA در سال ۱۹۵۳ بود. به نظر مى رسد این مولکول کارآمد و منظم که رمز هایى براى حیات را در توالى هاى بسته‌بندى شده‌اى به نام ژن حمل مى‌کند ثابت مى‌کند که تنها یک خصوصیت ژنتیکى مثل رنگ چشم مى‌تواند به ارث برسد.
براى دانشمندان علم ژنتیک والدین و اجداد تنها به عنوان افرادى که ژن‌هایشان را انتقال داده‌اند اهمیت دارند و نوع زندگی‌شان در این مورد نقشى ندارد، اما گروه دیگرى از دانشمندان اکنون دلایل قانع کننده‌ای را به میان آورده‌اند که توارث ممکن است به واقع آنقدر که ژنتیک‌دان‌هاى کلاسیک معتقدند، ساخته و پرداخته نباشد. این نظریه اپى‌ژنتیک (epigenetics) نامیده مى‌شود.
- اپى‌ژنتیک چیست
اپى‌ژنتیک نظریه اى در زمینه توارث است که مى‌گوید ژن داراى «حافظه‌اى» براى یک واقعه است. ممکن است دو نسل در معرض واقعه یا رخدادى قرار بگیرند و این رخداد در ژن‌هاى آن نسل نشان گذارى شوند و این تاثیرات براى ۴ یا ۵ نسل بعد یا بیشتر ادامه یابد. اپی‌ژنتیک شاخه کاملى از ژنتیک با مفاهیمى گسترده است که اغلب ما کمتر درباره آنها شنید‌ه‌ایم.
اپى‌ژنتیک مطالعه چگونگى انتقال اطلاعات از یک سلول به اخلافش بدون رمزگذارى دقیق اطلاعات در توالى DNA است. در عوض ژن‌ها ممکن است به شیوه‌هاى دیگر تغییر یابند یا اصلاح شوند. اپى‌ژنتیک که به طور تحت اللفظى به معنى «روى» ژن‌ها است، شامل تغییراتی است که مى تواند به صورت حذف یا اضافه شدن مولکول هاى خاص از DNA باشد و این امر به نوبه خود بر چگونگى تفسیر ژن‌ها بوسیله هسته سلول تاثیر مى‌گذارد.
- نشان گذارى ژنى (Gene Imprinting)
مارکوس پمبرى استاد ژنتیک در بیمارستان استریت اورموند در سال ۱۹۸۰ یکى از اولین افرادى بود که نشان داد برخى ژن هاى انسانى به وسیله نشانگر اپى ژنتیکى نشان گذارى مى‌شوند و در نتیجه مى توان تعیین کرد که آنها از کدام والد منشأ گرفته‌اند. پمبرى در حال بررسی یک بیمارى نادر به نام نشانگان انجلمن (Angelman Syndrom) بود که در آن در نتیجه جهش، توالى کوچکى از DNA از یکى از کروموزوم‌ها حذف مى‌شود.
مبتلایان به این نشانگان حرف نمى‌زنند، راه‌رفتنى نامتعادل و ناهماهنگ دارند و بیش از حد مى خندند. پمبرى دریافت که این نشانگان زمانى ایجاد مى‌شود که توالى DNA که از مادر به ارث مى‌رسد، حذف شود. بعدها دانشمندان دیگر نشان دادند که اگر همین توالى از DNA پدر حذف شود باعث ایجاد ناهنجارى کاملاً متفاوتى به نام نشانگان پرادر- ویلى (Prader- Willi) مى شود، که کودکان مبتلا به آن علاقه سیرى ناپذیرى نسبت به خوردن غذا دارند.
اگر این عارضه در این کودکان کنترل نشود باعث مى‌شود که آنها به به طور اجبارگونه ((compulsive غذا بخورند تا زمانى که از نظر بالینى چاق شوند. مطالعه پمبرى نشان می‌دهد که این ژن به طریقی «به یاد مى‌آورد» که از کدام والد منشأ گرفته است.
در همین زمان دانشمندان متوجه شدند، در حالى که هر سلول در بدن انسان حاوى DNA یکسانى است، ژن هاى منفرد داراى مکانیسم سوئیچ کننده‌اى هستند که به آنها دستور مى‌دهد، خاموش یا روشن باشند. این یافته مشخص مى‌کند که چگونه یک سلول براى مثال به سلول مغز، چشم یا ریه تبدیل مى‌شود. جهش هاى اپى‌ژنتیکى مى توانند با تداخل در این مکانیسم سوئیچکننده از شناسایى شدن یا بروز یک ژن خاص جلوگیرى کنند.
دکتر ولف استاد دانشگاه کمبریج نشان داد که ممکن است عوامل مداخله گر محیطى یا انسانى با این سوئیچ تداخل کنند و به طور مصنوعى آنها را با ایجاد اثراتى طولانى مدت خاموش یا روشن کنند. آزمایش هایى در حال شروع شدن هستند تا نشان دهند که آیا اثرات اپى ژنتیکى واقعاً از طریق نسل‌ها انتقال مى یابند.
دکتر جاناتان سکل دردانشگاه ادینبورگ کار‌شناس علمى و بالینى در مورد هورمون استرس «کورتیزول» است. او در ابتداى امسال دریافت که اگر موش هاى آزمایشگاهى باردار تحت استرس قرار گیرند، نسل بعدى آنها هم نشانه‌هاى استرس، فشار خون بالا، دیابت و رفتارهاى اضطرابى را نشان مى‌دهند. این موضوع مثالى از یک «اثر مادرى» است که طى آن محیط داخل رحم نسل‌هاى بعدى را متاثر مى‌کند،
در حال حاضر روشن نیست که آیا یک عامل اپى‌ژنتیکى این اثر مادرى را ایجاد مى کند یا نه. آنچه توجه سکل را به خود جلب کرد این بود که نسل هاى بعدى موش‌ها، نشانه هاى مشابه استرس را به طور اپى‌ژنتیکی از مادربزرگشان به ارث مى‌برند؛ استرسى که خودشان تجربه نکرده بودند. جالب‌تر اینکه اگر فرزندان مذکر دچار استرس با ماده‌هاى طبیعى جفت گیرى مى کردند، این ماده‌ها هم فرزندانى به دنیا مى‌آوردند که نشانه‌هاى استرس غیرعادى را نشان می‌دادند. سکل آنقدر متعجب شده بود که آزمایش‌ها را تکرار کرد، اما نتایج مشابهى به دست آورد.
- ژن هاى جنسیت
مطالعات اولیه در انسان‌ها هم نشانه هاى توارث فرانسلى اپى ژنتیکى (trans-generation) را نشان داده است. لارس اولاو بیگرن پزشک سوئدى در همکارى با پمبرى متوجه شد که اگر پدربزرگ پدرى در دوران کودکى دچار سوءتغذیه باشد، نوه‌هاى پسرى او عمر طولانى ترى خواهند داشت، اما بر روى هیچ یک از نوه‌هاى دخترى تاثیری ایجاد نخواهد شد. این یافته نشان مى‌دهد که مکانیسم انتقال اثرات اپى‌ژنتیکى در زنان و مردان متفاوت است.
این مطالعات حتى نشان داده است که دسترسى به موقع به غذا در طول زندگى جد مادرى بر روى نوه‌هایش تاثیر دارد. اپى‌ژنتیک این نظر را که تعیین توالى ژنوم انسان همه جواب‌هاى لازم درباره توارث انسان را خواهد داد، به زیر سوال برده است. پیامدهای ناشى از تغییرات اپى ژنتیکى DNA کاملاً وسیع و قابل ملاحظه است؛ آنها مى توانند بعدى اضافى را به تکامل بیفزایند و آن را نسبت به محرک هاى مصنوعى پاسخ‌دهنده کنند، وضعیتی که کاملاً متفاوت با ژنتیک کلاسیک خواهد بود.
گاهى محیط تغییراتى را فقط براى چند نسل برمى‌انگیزد، اما ما هنوز نمى‌دانیم که چه چیزى مى‌تواند به طور بالقوه عکس العمل‌هاى اپى‌ژنتیکى را آغاز کند. به نظر مى‌رسد که میراث ما براى نسل‌هاى آینده بیش از آن چیزى باشد که تا به حال تصور مى‌کردیم.
نويسنده: سالی پالمر
ترجمه: محمد ملائکه
نظر شما