Egy napokban megjelent tanulmány borzolja már napok óta az idegeket, pontosabban az én idegeimet. A félelmek (genetikai) örökölhetőségét sugalló cikket elég jól bemutatták már az origón, így én csak rövidre fogva adnám elő a tézist, majd valamelyest terjengősebben, hogy mi minden baj(om) is van ezzel.
Tehát az alapállítás az, hogy acetofenon (ezt aposztrofálja az origo cikk a cseresznyevirág illatának) jelenlétében elektromos sokkal kezeltek egereket, amelyek egy idő után kondicionálva lettek arra, hogy a szagot és a sokkot összekapcsolják, így ha egy ijesztő hang mellé a szagot is mellékelték, az egerek sokkal jobban összerezzentek, mintha csak a hanggal ijesztgettünk volna (ez lényegében a pavlovi kondicionálás egy picit bonyolított formája). Az egerenek a szaglógumójában kisebb anatómiai elváltozások keletkeztek: a kondicionálást követően, megnövekszik az acetofenon receptorját, az M71-et expresszáló idegsejtek száma (ez már korábban tudott volt). Eddig semmi különös, viszont itt jött a “meghökkentő” állítás: az acetofenon érzékenység és az anatómiai elváltozások örökölhetőnek bizonyultak, minimum két generáción keresztül! Mivel valamiféle mechanizmust kellett a valószerűtlen megfigyelésre találni, gyorsan előhozták napjaink trendi témáját, az epigenetikát, és kimutatták, hogy a hímek spermimaiban az M71-et kódoló Olfr151 gén kevésbé metilált, mint a kontroll egerek esetében, és mivel a metiláció a génexpresszió elnyomását is jelenti, presto kérem itt is a mechanizmus: a gén olyan epigenetikai változásokat kap, amelyeknek köszönhetően erősebb expresszióra lesz képes, így öröklődik a félelem.
Ha eddig logikusnak hangzik, az csak azért van, mert a kedves olvasó nem rendelkezik mélyebb ismeretekkel, én pedig (akárcsak számos sajtótermék) csak azt a részét domborítottam ki a dolognak, ami a “megértéséhez” (jelen esetben elhihéséhez) kell. Mindenki előhozta szegény Lamarckot és ugyan bizisten nem vagyok én véresszájú anti-lamarckista és adott esetben abszolút elfogadom a “szerzett tulajdonságok” epigenetikus öröklődését, itt egyszerűen azért hihetetlen számomra a sztori, mert számos eleme szembe megy mindazzal, amit az egerek anatómiájáról és a metilációs mintázatok öröklődéséről tudunk.
Először is, mint a kísérleti paradigmát alább szemléltető ábrán látszik, van egy rohadt nagy kérdőjel az agyban megtörtént kondicionálás, valamint a hímivarsejtekben bekövetkező metilációs-változás között. Ezt a kérdőjelet tk. tízszer ekkorára kellett volna venni és vagy tíz darabot odatenni, mert ennek a megválaszolása nélkül igazából nincs miről beszélnünk. Mégis milyen mechanizmus képes az idegi jelet átvinni a spermiumokra (vagy ivari őssejtekre), amelyeknek még a környékén sincs idegvégződés?!?
Mindezt úgy, hogy közben magukban a szaglóneuronokban nem következik be hasonló metilációs változás, se a szülői, se az utód generációkban (igen, ez a cikk egyik eléggé elhallgatott eredménye…).
A szerzők által adott magyarázat tipikusan az a fajta, amiről kilóméterekről süt, hogy kínjukban írták, és a jelenség valódi megmagyarázása helyett, csak újabb kérdésket vet fel. Ha a spermiumokon valóban vannak acetofenon receptorok (erről megy a spekulálás), akkor miért nem következik be az epigenetikai módosítás a sokkolás hiányában (hiszen az acetofenon a véráramban van, és idegi impulzust nem kap az ivarszerv belseje), illetve hogy lehet jelen és miképp hathat a nagyon-nagyon kompakt genomú és citoplazmával alig-alig rendelkező spermimuban az a jelátviteli útvonal, ami az M71 aktiválását metilációra fordítja le…?
A metilációval jelentkező gondok közül egy következő, amit az egyik kritikus kommentár is említ (ezek sajnos teljesen kimaradtak az origos cikkből is), hogy a metiláció génexpresszió-szabályozó hatása csak akkor érvényesül, ha az adott gén szabályozó régiójában, promoterében valósul meg. Márpedig az Olfr151 esetében a promoter nem tartalmaz metilálható régiót, vagyis a metiláció, amit detektálnak egyáltalán nem biztos, hogy valóban a génműködés ilyen módon történő szabályozásáról tanúskodik.
Harmadrészt, nehéz elképzelni, miként maradhatna fent egy korábban nem létező metilációs mintázat több generáción keresztül, hiszen az ivarsejtek kialakulásukig számos demetilációs és de novo metilációs lépésen mennek át. Mint az alábbi ábrán látható, a megtermékenyítés után, a beágyazódás környékén a fejlődő zigóta összes sejtje átírja a metilációs mintázatát, majd a fejlődő embrióban az ivarsejtek őseiben is lezajlik egy ilyen ciklus.
Számomra nehezen emészthető, hogy egy mezei kondicionálás seperc alatt olyan epigenetikai mintázatot hoz létre, ami kirobbanthatatlanul a genom részévé válik és vagy teljesen rezisztenssé válik a fejlődés során bekövetkező demetilációra, vagy valamiképpen folyamatosan újraképződhet. Ha ez ilyen könnyen menne, azt már korábban láttuk volna, de nem.
Összességében úgy érzem, hogy egy anatómiailag és molekulárisan plauzibilis mechanizmus hiányában Occam jól bevált borotvájára kell hagyatkoznunk és ez azt mondja, hogy itt és most valószínűbbnek tűnik, hogy valami metodológiai gebasz van a cikkel, mint, hogy ez ebben a formában igaz lenne.
Egyébként ezt erősíti az is, hogy nem ez lenne az első cikk, ahol egy szerzett ismeret nem-genetikai alapú öröklődését vetettték fel: 1962-ben James McConnell keltett jókora érdeklődést, amikor nem kevesebbet állított, mint hogy ha elektromos sokkal társított fényingerre kondicionált planáriákat feldaraboltak és megetették kondicionáláson nem átesett társaikkal, akkor utóbbiak is szignifikánsan gyakrabban kezdtek elfordulni fényinger esetében, vagyis a kondicionált egyedek viselkedését mutatták. McConnel akkor az RNS molekulákban vélte felfedezni az információ hordozóit, de sajnos későbbi kutatások nem támasztották ezt alá, ui. nem csak kondicionált állatok kannibalizálása váltotta ki a kondicionálás javulását, vagyis emléknyom-transzfer helyett sokkal inkább a kísérleti protokoll mellékhatásárólvolt szó.
(Más szkeptikus megnyilvánulásokat lehet itt olvasni, valamint itt, a kommentekben is.)
Dias BG, Ressler KJ. (2014) Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nat Neurosci 17: 89–96.
Szyf M (2014) Lamarck revisited: epigenetic inheritance of ancestral odor fear conditioning. Nat Neurosci 17: 2–4.
Frésard L, Morisson M, Brun JM, Collin A, Pain B, Minvielle F, Pitel F (2013) Epigenetics and phenotypic variability: some interesting insights from birds. Genet Sel Evol 11;45:16.
McConnell JV (1962) Memory transfer through cannibalism in Planarians. J. Neuropsychiat 3:S42
Kartry AL, Keith-Lee P, Morton WD (1964) Planaria: Memory transfer through cannibalism reexmained. Science 146: 274-5.
Komolyabb biológiai ismeretek nélkül és a fentieken kívül az nem furcsa, hogy csak a hímeknél találtak valamiféle elváltozást?
egyetertek, nagyon gyanus az egesz
@Mond: De, természetesen, ezt már ki sem emeltem. (Nem világos, hogy nőstényeknél nem találtak, vagy nem is nézték.)
Anélkül, hogy olvastam volna a cikket magát, nekem egy valami tűnt föl: A DNS metilálása nem csak csökkentheti a gén kifejeződését? A hisztonok metilálása aktiválhatja is a génkifejeződést, de itt egyértelműen “a gén” metilálásáról írsz. Szóval érdemes lenne megkülönböztetni a DNS és a hiszton metiláltságát, mert teljesen más a hatásuk.
@Sexcomb: A hiszton metilálás mindkét irányba hathat, aktiválhat (H3K4), vagy represszálhat (H3K9, H3K27). De itt DNS metilálásról van szó, ami (elsősorban) gátol, de én sem implikáltam mást, szvsz: csökkent metiláció = nagyobb transzkripció.
az ötödik elemben meg klónozzák a csajt mert az elején megsemmisül, aztán mindenre emlékszik vazz
Hülye ötlet, elnézést, ha primitívnek tűnik. Mi van, ha az egérmama egyszerűen megtanítja a gyerekeknek az általa ismert világ furcsaságát: Ha különös szagot éreztek és dudálnak akkor fájni fog.
Tudnak ezek kommunikálni egymással, vagy csak etetés van és semmilyen információ átadás nincs a szülők és gyerekek között?
@Beren: Ez egy jó kérdés, de erre van kontroll a cikkben: IVF-el is termékenyítenek meg nőstényeket, vagyis mostoha-szülők nevelik az új egyedeket, de ott is látszik (állítólag) a hatás.