Epigenetikk: hvordan vi endrer vårt genuttrykk

Nesten 100 år etter at begrepet «epigenetikk» dukket opp vet vi i dag at et bredt spekter av sykdommer, atferd og andre helseindikatorer er tett forbundet med epigenetiske mekanismer, endringer i genuttrykket.

De senere årene har det vært en eksplosjonsartet utvikling i forskning på gener og epigenetikk. Det har åpnet opp for en helt ny forståelse av hvordan genene våre påvirkes av miljøet rundt oss. Den svært raske utviklingen innen molekylærbiologi har gjort at vi nå har større kjennskap til hvordan miljøet endrer genene våre enn for bare noen få år siden.

Artikkelen fortsetter under

persontilpasset medisin

Tilstander som kreft av nesten alle typer, kognitiv dysfunksjon og respiratoriske, kardiovaskulære, reproduktive, autoimmune og neurobehaviorale sykdommer er i dag tett forbundet med epigenetiske mekanismer.

Hva er epigenetikk?

Biotieknologirådet skriver om epigenetikk: Vi får genene våre tildelt ved unnfangelsen, men miljøpåvirkninger kan gi varige endringer i hvordan de uttrykkes og hvordan de påvirker egenskapene våre. Studiet av epigenetikk (fra latin: over eller ved siden av genetikken) undersøker hvordan gener aktiveres eller inaktiveres. Hvert enkelt gen kan ha flere kjemiske grupper festet til seg som virker som en av-bryter, i en kort periode eller i noen tilfeller hele livet. Når noen kjemiske grupper fester seg til et gen kan informasjonen i genet bli vanskelig å avlese, slik at det blir «skrudd av». Det hele kan sammenlignes med en avis: Hvis den ligger oppslått på bordet, er det mulig å lese innholdet. Hvis vi krøller den sammen, er det ikke lenger mulig å tyde det som står der, selv om informasjonen fortsatt er der. Andre kjemiske grupper får genstrukturen til å åpne seg opp, slik at det blir enkelt for de enzymene som skal lese av informasjonen i DNA å få tilgang.  Epigenetiske endringer kan altså overstyre informasjonen i selve DNA-sekvensen i genet, ved å påvirke om genet er aktivt eller ikke. Eksempler på ytre påvirkninger som ser ut til å kunne påvirke genaktiviteten, er kosthold, trening, røyking og ekstrem frykt.

Artikkelen fortsetter under

Fremtidsmedisin og Fremtidens helseteknologi

Hos oss tar vi hensyn til at alle mennesker er unike. Derfor får du som medlem muligheten til å utforske din egen kropp og helse gjennom tilgang til vår egenutviklede helseforbedringsplattform, MinSide. Her kan du utvikle planen for din helsereise og på både mobil, ipad og PC få tilgang til alle dine egne data løpende for å tracke helsedata, progresjonen og fremgang. Les mer om oss her.

Det er derfor ikke nødvendigvis sikkert at man for eksempel utvikler en bestemt sykdom selv om man har en genmutasjon som forårsaker denne sykdommen. Miljømessige eller epigenetiske faktorer kan påvirke hvordan det aktuelle genet uttrykkes. I de senere årene har det blitt klart at enkelte epigenetiske endringer i genene ikke bare kan overføres fra celle til celle gjennom celledelingen i hvert individ, men også til neste generasjon gjennom kjønnscellene. For eksempel har en studie vist at kvinner som har opplevd hungersnød har større sannsynlighet for å få barn som utvikler overvekt eller diabetes (les mer om dette lenger ned på siden). Dette kalles epigenetisk arv.

Ved å kombinere ny DNA-sekvenseringsteknologi med detaljert analyse av de ulike epigenetiske modifikasjonene, har det blitt mulig å lage epigenetiske kart som sier noe om hvilke gener som er skrudd på og hvilke som er skrudd av i forskjellige celletyper.

Hva som kan endre genuttrykket

Kjente eller mistenkte drivere bak epigenetiske prosesser inkluderer mange stoffer, inkludert tungmetaller, pesticider, dieselutslipp, tobakkrøyk, polycykliske aromatiske hydrokarboner, hormoner, radioaktivitet, virus, bakterier og grunnleggende næringsstoffer i mat etc.

I løpet av de siste årene har flere banebrytende studier fokusert på epigenetikk. Interessen har blitt forsterket etter hvert som det har blitt klart at forståelse av epigenetikk vil være avgjørende for arbeid relatert til mange andre emner som krever en grundig forståelse av alle aspekter av genetikk, som stamceller, kloning, aldring , syntetisk biologi, bevaring av arter, evolusjon og landbruk.

Mange typer epigenetiske prosesser er identifisert. De inkluderer metylering, acetylering, fosforylering og flere andre. Epigenetiske prosesser er naturlige og essensielle for mange funksjoner i organismen, men kan også potensielt ha store negative helse- og adferdseffekter.

Artikkelen fortsetter under

Epigenetikk mellom generasjonene: Vi arver mer enn bare gener

De fleste epigenetiske modifikasjoner, uansett mekanisme, har tidligere blitt antatt å bli slettet med hver ny generasjon. Men nye studier utfordrer imidlertid denne teorien og antyder at epigenetiske forandringer kan holde seg i minst fire påfølgende generasjoner av organismer.

Andre studier har funnet at epigenetiske effekter oppstår både i livmor, men også gjennom hele den menneskelig levetid. Manel Esteller, leder av Cancer Epigenetics Laboratory ved Det spanske National Cancer Center i Madrid, og hans kolleger evaluerte 40 par identiske tvillinger, i alderen fra 3 til 74, og fant en slående trend. Yngre tvillingpar og de som delte lignende livsstil og brukte flere år sammen hadde svært lik DNA-metylering og histon-acetyleringsmønstre. Men eldre tvillinger, spesielt de som hadde forskjellige livsstil, og hadde tilbrakt færre år med lik livsstil, hadde mange forskjellige mønstre i flere forskjellige vev.

Hos Funksjonellmedisinsk Institutt tilbyr vi nå et undervisningsprogram hvor du får kunnskap om en rekke gener, og forskning som viser noe om hvordan vi potensielt kan påvirke utrykket av disse genene og hvordan man kan forholde seg til risikofaktorer og minimere sannsynligheten for negativt utfall av disse. Les mer her.

Gener og helse

 

Som et eksempel fant forskerne fire ganger så mange ulikt uttrykte gener mellom et par 50-årige tvillinger i forhold til 3-årige tvillinger. Graden av epigenetisk forandring var derfor direkte knyttet til graden av forandring i genetisk funksjon.

Epigenetiske endringer kan for eksempel direkte knyttes til den gravide morens diett med tilskudd av vitamin B12, folsyre, kolin og betain, ifølge studier av Jirtle og Robert Waterland. Eendringene var direkte knyttet til endringer i DNA-metylering.

Se den spennende NRK produksjonen om epigenetikk. Morfaren satt i tysk fangenskap i konsentrasjonsleiren i Buchenwald under 2. verdenskrig. Hans traumatiske opplevelser kan ha satt spor i barnebarnet Solveig Hareides gener. 

Se NRK sin interessante dokumentar om Epigenetikk

Disse stoffene er ikke de eneste kildene til epigenetiske endringer. Nærhet og amming som mor-rotter gjør med sitt avkom kan påvirke langsiktig oppførsel, og disse resultatene kan knyttes til endringer i DNA-metylering, viste en studie publisert i Nature.

Sammen med atferd kan psykisk helse påvirkes av epigenetiske endringer, sier Arturas Petronis, leder av Krembil Family Epigenetics Laboratory ved Senter for Addiction og Mental Helse i Toronto. Hans laboratorium studerer koblinger mellom epigenetikk og psykiatri. Han og hans kolleger driver storskala studier som undersøker koblingene mellom schizofreni og avvikende metylering, og han sier at forståelse av epigenetiske mekanismer er en av de høyeste prioritetene innen human sykdomsbiologiforskning. «Vi trenger virkelig en radikal revidering av hovedprinsippene i det tradisjonelle genetiske forskningsprogrammet,» sier han.

Det siste tiåret har forskerne også oppdaget sterke sammenhenger mellom avvikende DNA-metylering og aldring, sier Jean-Pierre Issa, professor i medisin ved University of Texas M.D. Anderson Cancer Center.

Artikkelen fortsetter under

Epigenetikk og lengre levetid

Mye tyder nå på at mange gener, sykdommer og miljøgifter er en del av epigenetikkbildet. Les om mange av studiene vi refererer fra i denne artikkelen her.

Kosthold og endring av genuttrykk

Bioteknologirådet skriver at kosthold er én av miljøfaktorene som kan påvirke de epigenetiske modifikasjonene av bestemte gener. Vi vet fra historiske studier at tilgang på næring under svangerskap påvirker fosteret. Et godt eksempel er fra vinteren 1944 da Nederland var okkupert av Tyskland og mer enn fire millioner mennesker ble rammet av hungersnød. Et stort forskningsprosjekt undersøkte i etterkant helsedata fra gravide kvinner som var i første trimester (de første 12 ukene av svangerskapet) under hungersnøden, og også fra barna deres, som ble født etter at krigen var over. Til forskernes overraskelse hadde disse barna en større grad av overvekt enn resten av befolkningen. De hadde også økt risiko for sykdommer som diabetes og hjerte- og karsykdommer, og levde i snitt seks år kortere enn resten av befolkningen. Den påfølgende generasjonen fulgte det samme mønsteret: kortere livslengde og økt risiko for visse sykdommer.

Epigenetikk ser ut til å være en del av forklaringen. Fra dyrestudier vet vi at når gravide mus får lite mat under svangerskapet, endrer metyleringsmønstrene seg slik at genene som styrer sult blir aktive i museembryoene.  Hvis museungene får god tilgang på mat når de vokser opp, fører den økte sultfølelsen til at de spiser mer mat enn de trenger. Det samme ser ut til å  gjelde for mennesker.

Artikkelen fortsetter under

Kvikksølv kan endre genuttrykk

For noen år siden viste en annen studie fra svenske forskere at det var en sammenheng mellom frekvensen av diabetes, overvekt og livslengde hos barn og hvordan deres bestefedre og bestemødre sultet da de var i henholdsvis puberteten og i mors liv rundt 1900-tallet. Disse arvbare endringene gjenspeilet seg ikke i selve DNA-sekvensen, kun i epigenetikken. Også fars kosthold ser ut til å kunne føre til arvelige epigenetiske endringer. Hvis en mann er overvektig, gjør det at gener som styrer insulinresistens og overvekt aktiveres i sædcellene. Hvis han får barn, har barna derfor økt risiko for å bli overvektige og utvikle diabetes, siden de har de samme endrede metyleringsmønsteret i sine celler. Andre faktorer som røyking, stress og eksponering for visse giftstoffer påvirker også metyleringsmønsteret i sædcellene.

En stor studie fra Sverige har også vist at hvis mormor røykte under graviditeten, har barnebarna en 20 prosent økt risiko for å utvikle astma sammenlignet med den øvrige befolkningen. Det er fordi nikotinet har laget permanente endringer i metyleringen i gener som er involvert i lungefunksjon, både i den gravide selv (mormor), og i hennes barn og barnebarn.

Bioteknologirådet skriver også at flere studier som er nylig publisert de siste par årene viser at biologisk alder og epigenetikk kan henge tett sammen. De epigenetiske forandringene som skjer i cellene våre etter hvert som vi blir eldre, ser ut til å gå saktere i mennesker som lever sunt. Det kan forklare hvorfor to personer som begge er 60 år, kan ha helt ulik biologisk alder. Trening, sunt kosthold og nok søvn ser ut til å forsinke den epigenetiske aldringsprosessen. Les saken på Bioteknologirådets nettsider her.

Hos Funksjonellmedisinsk Institutt tilbyr vi nå et undervisningsprogram hvor du får kunnskap om en rekke gener, og forskning som viser noe om hvordan vi potensielt kan påvirke utrykket av disse genene og hvordan man kan forholde seg til risikofaktorer og minimere sannsynligheten for negativt utfall av disse. Les mer her.

Gener og helse

Funksjonellmedisinsk Institutt praktiserer persontilpasset medisin hvor vi finner og behandler den underliggende årsaken til sykdom. Les mer om oss og tilbudet vårt her. Alle våre leger har lang erfaring fra allmennpraksis eller sykehus, og har tatt videreutdanning i Funksjonellmedisin i USA. Les mer om Funksjonellmedisin her

Flere at de mest prestisjefylte sykehusene i verden, som de to som er ranket som nummer en og to i USA, Mayo klinikken og Cleveland klinikken utvikler egne sentre for Funksjonell medisin – og opplever en enorm etterspørsel fra mennesker over hele verden. Vi står nå foran et paradigmeskift i moderne helsetjenester, mener European Science Foundation (ESF), og Norske Helsedirektoratet. Fra «one-size-fits-all» til Persontilpasset medisin. Les mer om fremtidens helsevesen her.

Funksjonellmedisinsk Institutt integrerer ny kunnskap raskt og vi videreformidler det vi synes er interessant ny kunnskap. Men minner for ordensskyld om at vi ikke nødvendigvis anbefaler all ny forskning som blir publisert.