15 октомври 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Мама и татко воюват в нашите гени и мозъци

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 02 септември 2015 в 12:30105560
Конфликтът между родителите ни на генетично ниво може да се отразява много повече на живота ни отколкото ни се иска.

На генетично ниво във всеки от нас се разиграва една същинска надпревара между гените на бащите и на майките ни, надпревара, която понякога може да стане много "груба". Както Ричард Докинс казва в най-известната си книга "Себичният Ген", естественият подбор защитава гените, които са способни да направят повече копия на себе си. А най-добрата стратегия за бащините гени не е непременно същата като тази, която би била най-добра за гените пренасяни от майките. Така се създават условия за конфликт, ГЕНЕТИЧЕН КОНФЛИКТ!

Понякога най-добрият начин да разберем как работи мозъкът е да наблюдаваме какво се случва, когато нещо с него не е наред. Когато една част – група от неврони или ген, отговарящ за структурирането на мозъка – не работят така, както би трябвало, в мозъка могат да настъпят изумителни промени. Някои повреди дори могат да ни разкрият скритите основи на разума.

Angelman syndromeНеврофизиолозите напоследък са силно заинтересовани от специфична двойка редки мозъчни заболявания. Едното от тях е било открито през 1965 г. от английския лекар Хари Ейнджълман (Harry Angelman), който бил изумен от вида на три деца, които лекувал. Тези деца непрекъснато се усмихвали и често се смеели. Това заболяване, сега известно като Синдром на Ейнджълман (Angelman syndrome), засяга 1 на 20000 деца. Заедно с усмивките и смеха вървят и други симптоми, някои от които се припокриват с тези при тежката форма на аутизъм. Много от децата със синдрома на Ейнджълман никога не се научават да пишат или четат. Те също поддържат телата си в непрекъснато движение, често размахвайки ръцете си. Докато ги кърмят, те засмукват отчаяно силно с езика си.

Друго, също толкова рядко състояние, наречено Синдром на Прадер-Вили (Prader-Willi syndrome), предизвиква съвсем различни симптоми. Бебетата с този синдром сучат много малко – толкова малко, че често се налага да бъдат хранени от шише. Въпреки това, след като достигнат няколкогодишна възраст, децата със синдрома на Прадер-Вили развиват ненаситен апетит. Те биха се опитали да преодолеят всичко, за да достигнат до храната. Техният страховит глад е причинен от повреден хипоталамус - зона дълбоко в мозъка, която управлява глада и растежа. Вместо аутизъм страдащите от синдрома на Прадер-Вили развиват шизофрения по време на пубертета, при която започват да чуват гласове и да страдат от параноични халюцинации.

Въпреки различията помежду си, синдромите на Прадер-Вили и Ейнджълман представляват двете страни на една и съща монета. Учените потърсили генетичните основи на двата синдрома и успели да проследят, че в повечето случаи и при двата синдрома се наблюдават дефекти на едни и същи места в човешкия геном, участък от ДНК в хромозома 15. Коя болест ще наследи детето зависи от това 15-тата хромозома на кого от родителите пренася дефекта (всички клетки на човек съдържат две генетични копия, едно от майката и едно от бащата - б.а.). Синдромът на Прадер-Вили се предизвиква от мутация в бащините гени, при която се загубва парче от ДНК (делеция) в хромозома 15. Синдромът на Ейнджълман е свързан с мутация в майчината хромозома 15.

Ако се върнем назад във времето, когато сме учили генетика в училище, това положение просто няма смисъл. Генът си е ген! Два идентични участъка от ДНК би следвало да имат един и същи ефект, независимо от това от кой родител идват. Понякога обаче нашите гени нарушават правилата на класическата генетика от училище. Ефектите на десетки, може би дори стотици, гени зависи от това дали сте ги унаследили от своята майка или от своя баща.

Импринтинга може да е проявление на невидимата война между гените на мама и на тате. Снимка: Country959

Различията се проявяват, тъй като не всички гени се експресират активно в клетки ни. Някои от гените за изключени или потиснати. Всеки път, когато дадена клетка се дели и прави ново копие на своята ДНК, специални ензими закачат специфични "маркерни шапки" (caps) на определени места по дължината на ДНК. Тези шапки правят невъзможно за клетката да прочете гените, към които те са прикачени. В резултат на това тези гени не могат да изградят съответстващите им белтъци. В тези случаи шапките са прикачени само към едно от родителските копия на гена. Другото копие остава без тази шапка и може да създаде краен продукт.

Това родителско потискане е известно като генен импринтинг (gene imprinting). Оказва се, че то може да е много важно за нашето здраве. Мутации, които променят схемата на импринтинг, могат да предизвикат сериозни ефекти върху нашите тела. Например, ако дадена клетка не може да импринтне един от двата родителски гена, то тя ще притежава два гена, продуциращи белтъка, вместо само един. Така клетката ще произвежда два пъти повече копия на този белтък.

Откриването на импринтинга през 1984 г. повдигна важен въпрос. Защо гените от единия родител трябва да са потиснати поначало? През 1999 г. Дейвид Хайг (David Haig), от университета в Харвард, предлага изумителна хипотеза. Той предполага, че генният импринтинг е резултат от еволюционната битка между майките и бащите за успешна репродукция. Тази битка не се осъществява между самите майки и бащи, а между гените, които те предават на своето поколение. Естественият подбор защитава гените, които са способни да направят повече копия на себе си. А най-добрата стратегия за бащините гени не е същата като тази, която би била най-добра за гените, наследени от майката.

В продължение на милиони години на майките се налагало да инвестират огромно количество време и усилия в своите деца. Инвестициите започват още в утробата, когато майките снабдяват растящите си зародиши с хранителни вещества.
Хайг отбелязва, че нуждата от репродукция е притиснала майките да направят тежък компромис. Ако инвестират прекалено много в едно дете, то ще стане по-голямо и по-здраво и с по-голяма вероятност ще оцелее до зрелостта си. Само че да заложиш всичко на едно дете може да застраши съществуването на братята или сестрите му и може да изложи на риск здравето на самата майка. Най-успешното решение било да се инвестира много, но не прекалено, във всяко дете.

От друга страна бащите не са поставени под такъв натиск. В резултат на това естественият подбор би трябвало да благоприятства различна стратегия за техните гени. От гледна точка на таткото, колкото повече хранителни вещества си набавя детето му от майката, толкова по-вероятно е детето да израсте здраво и да предаде неговите гени по-нататък.
Хайг смята, че процеса на естествен подбор би предпочел мутации в гените на бащите, които повишават количеството на хранителни вещества, които бебетата поемат от своите майки. Гените може би управляват скоростта, с която ембриона расте, или може би карат плацентата да враства по-агресивно в тъканите на майката.

Аутизмът и шизофренията може да са резултати на конфликти между родителските гени

"Докато бащите предават техните стимулиращи растежа гени", продължава Хайг, "майките биха извлекли полза от контра-стратегии. Те може би са развили гени, които забавят бързия растеж на техните деца, с оглед на това да се запази тяхното собствено здраве. Майките може също да са се приспособили да импринтват (дезактивират) техните копия на гени, които ускоряват растежа".

Хипотезата на Хайг за импринтига все още предизвиква много дебати, но вече са налични солидни доказателства, които я подкрепят.

Това, което е особено изумително в импринтнатите гени, е, че много от тях играят роля при оформянето на мозъка. Някои от тях всъщност са активни само в мозъка. Как конфликтът между нашите майки и бащи може да се разиграва тъкмо в главите ни? Двама еволюционни биолози, Бернард Креспи (Bernard Crespi) от университета "Simon Fraser" в Канада и Кристофър Бадкок (Christopher Badcock) "School of Economics and Political Science" в Лондон, се занимават с изучаването на импринтинг смущения като синдромите на Ейнджълман и Прадер-Вили, за да намерят отговора. Те се изправят пред научната общност със смела идея: "Нашето съзнание също се формира от конфликта между гените на нашите родители".

Дали мозъкът на децата не представлява нещо като арена, на която се сблъскват гените на техните родители? Снимка: The Telegraph

Креспи и Бадкок отишли отвъд идеите на Хайг относно раждането, като заявили, че импринтинг гените в мозъка могат да повлияват поведението на децата и това поведение може да бъде по-благоприятно или за майките, или за бащите. На майките се налага да разпределят ограничени ресурси между всички свои деца и това благоприятства поколение с по-умерени нужди. Ако майката прекарва всичкото си време в хранене и грижи за едно дете, всички други деца ще страдат.

Междувременно бащите могат да повишат своя репродуктивен успех, ако предадат на своите деца гени, които ще ги карат да се домогват до повече ресурси от своите майки. Например, децата може да се хранят повече или да изискват повече внимание. Импринтинг или потискане на тези гени може да подпомогне майките, защото те биха притъпили нуждите на децата им. Бащите също могат да потискат гени с цел своя еволюционна изгода.

Всяка от тези нови адаптации представлява средство в борбата между родителите. При нормални обстоятелства всяка от тях може да отклони поведението на детето само леко по посока на единия родител. Но понякога възникват мутации, които могат да дезактивират всичките гени на единия от родителите. Това е сякаш при игра с теглене на въже единият родител внезапно да пусне въжето, което двамата са теглили и балансирали допреди това. Така баланса внезапно се измества силно в едната посока.

Синдромите на Ейнджълман и Прадер-Вили възникват вследствие на мутации в импринтнати гени и всъщност изменят поведението точно по начина, по който Креспи и Бадкок са предвидили. При синдрома на Ейнджълман майчините гени са потиснати, позволявайки на бащините гени да действат без ограничения. Децата с този синдром се опитват да сучат повече от нормалните деца. Усмивките и смеха, наблюдавани при синдрома, може би произлизат от различни стратегии за привличане на вниманието, закодирани в бащините гени.

Прадер-Вили произлиза от напълно противоположното разтройство, при което бащината ДНК в същия регион от хромозома 15 е изтрит. Много от симптомите при този синдром приличат на прекалено крайна версия на стратегиите, които благоприятстват майката. Бебетата със синдрома на Прадер-Вили предявяват съвсем малки нужди към майките си. Толкова малки, че дори има риск да умрат от глад. Когато се отбият обаче, се появява техния ненаситен глад.

Креспи и Бадкок са идентифицирали няколко други импринтинг разстройства, които имат сходна майчино-бащина симетрия (включително Синдром на Клайнфелтер (Klinefelter’s syndrome), при който се запазват едно или повече допълнителни копия на X хромозомата). Особено интересно при тях е, че при заболяванията, свързани с бащата, се наблюдава тенденция за развитие на симптоми на аутизъм, докато при тези, свързани с майката, имат вероятност да се прояви шизофрения.

"Възможно е аутизмът и шизофренията да са отчасти в резултат на конфликт между родителските гени", твърдят Креспи и Бадкок.

Например, при децата с аутизъм, които показват признаци на импринтинг разтройство, при което доминират бащините гени, съществува по-висока вероятност да са имали плацента, която да е прорастнала агресивно в утробата. Шизофренията пък, изглежда, се повлиява от доминиране на майчините гени. Някои изследвания я свързват с ниското тегло при раждане и намалената скорост на растеж, от които и двете облагодетелстват майките. Аутизмът може да се дължи на нарушен импринтинг на гени на бащата. Снимка: mychildwithoutlimits.org

Една от основните разлики между аутизма и шизофренията е способността да се разбираш с околните. Аутистите имат проблеми с това да разберат как се чувстват другите хора. Шизофрениците, от друга страна, много често нямат такива проблеми и често вършат работата си дори прекалено добре. Те обаче имат склонност да вярват, например, че хладилникът разговаря с тях или че другите хора заговорничат срещу тях.

Креспи и Бадкок предполагат, че тези симптоми са резултат на генетичен конфликт. Децата, които проявяват емпатия, могат да осъзнаят колко изтощават своите майки и от колко внимание се нуждаят техните братя и сестри. Следователно, майчините гени би трябвало да повишават способността ни да проникваме в съзнанието на другите хора. Бащините гени, от друга страна, може да подпомагат изолирането на фактори, които биха разсеяли детето от това да черпи максимум ресурси от своята майка.

А какво остава за останалите от нас? "Някъде между двете крайности се разполага нормалното състояние", твърдят Креспи и Бадкок. Същият конфликт, който е отговорен за възникването на аутизма и шизофренията, може би работи във всеки от нас, побутвайки ни в едната или другата посока между майчиния и бащиния мозък.

Източник: Discover Magazine


Препоръчани материали

Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Биология
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.