Epigenetica

De Epigenetica behandelt veranderende genactiviteit zonder de DNA-sequentie van het gen te veranderen. Veel processen in het lichaam zijn gebaseerd op de processen van epigenetica. Recente onderzoeksresultaten bewijzen hun belang voor het vermogen van het organisme om te modificeren in de context van omgevingsinvloeden.

Wat is epigenetica?

De term epigenetica beschrijft naast erfelijkheid (genetica) ook veranderingen in de activiteit van genen. Dat betekent dus dat de genetische code van een gen vaststaat, maar niet altijd wordt toegepast. Epigenetica houdt zich bezig met veranderingen in de genoomfunctie van DNA die niet worden veroorzaakt door een verandering in de DNA-sequentie.

Elke cel in een levend wezen bevat hetzelfde genetische programma. In de loop van zijn ontwikkeling is er echter een differentiatie van organen en verschillende weefsels. Bloedcellen hebben bijvoorbeeld dezelfde erfelijke informatie als niercellen. In de twee celtypen zijn alleen verschillende genen actief. De differentiatie van cellen kan worden verklaard door epigenetische processen die zich manifesteren door de activering of inactivering van genen.

Ongedifferentieerde cellen zijn zogenaamde stamcellen die zich door klonen kunnen ontwikkelen tot een nieuw, genetisch identiek organisme. Gedifferentieerde cellen kunnen echter ook weer in stamcellen worden omgezet door de epigenetische verandering om te keren.

Functie en taak

Na elke celdeling verandert epigenese geleidelijk de genetische informatie in de cel. Bepaalde genen worden geïnactiveerd door DNA-methylering.

Een andere optie is om het DNA te markeren met behulp van wat bekend staat als histonacetylering. De twee meter lange DNA-streng wordt in de kleine celkern uitgepakt en op bepaalde punten gemarkeerd. Dit garandeert dat alleen de informatie die relevant is voor het celtype wordt gelezen. Zowel methylering als histonacetylering worden gecontroleerd door biochemische middelen.

Elk organisme, ook de mens, heeft veel zogenaamde epigrammen. Aanvullende genetische codes die de modificatie van het organisme bepalen, worden als epigrammen beschouwd. In de loop van het leven verandert het organisme steeds meer onder invloed van de omgeving. De genetische code blijft behouden, maar externe invloeden worden steeds belangrijker.

Omgevingsinvloeden zijn onder meer voeding, stressfactoren, sociale contacten, milieutoxines of zelfs ervaringen die verankerd zijn in de psyche van de persoon. Het is bekend dat het lichaam op deze factoren reageert en ervaringen opslaat om zo nodig te kunnen reageren.

Volgens recentere bevindingen worden alle interacties tussen het organisme en de omgeving epigenetisch gecontroleerd. Als gevolg hiervan worden het uiterlijk (het fenotype), het karakter en het gedrag significant gevormd door epigenetische processen.

De verschillende ontwikkeling van identieke tweelingen onder verschillende externe invloeden laat zien hoe sterk de afdruk kan zijn. Een ander voorbeeld kunnen fysieke veranderingen zijn als gevolg van de verandering van het doorleefde geslacht, die optreden zonder toediening van medicatie. De Albanese burrnesha's (vrouwen die het leven van een man leiden) omvatten Getuigenis ervan.

Sommige onderzoeken tonen aan dat verworven eigenschappen kunnen worden doorgegeven. De genetische basiscode wordt doorgegeven, maar aanvullende genetische veranderingen (epigenetische veranderingen) worden ook gedeeltelijk doorgegeven aan het nageslacht met behoud van de gegeven DNA-sequentie van de genen.

Ziekten en aandoeningen

De invloed van epigenetica op het fenotype en het menselijk gedrag wordt steeds duidelijker. Nieuwe onderzoeksresultaten wijzen op het belang van epigenetische processen voor de menselijke gezondheid.

Veel ziekten hebben bijvoorbeeld een genetisch voorzetsel. Ze komen voor in gezinnen. Voorbeelden zijn diabetes mellitus, hart- en vaatziekten, reumatische aandoeningen en dementie. Hier speelt de manier van leven een grote rol bij het al dan niet uitbreken van de betreffende ziekte. Bij identieke tweelingen werd bijvoorbeeld ontdekt dat de ziekte van Alzheimer ondanks het genetische voorzetsel erg afhankelijk is van de omgeving.

Met epigenetica was het ook mogelijk om duidelijk te maken waarom bijvoorbeeld groene thee zo gezond is. Het actieve ingrediënt epigallocatechine-3-gallaat (EGCG) in thee activeert een gen dat codeert voor een kankerpreventie-enzym. Bij oudere mensen is dit gen vaak gemethyleerd en daarom inactief. Dit verhoogt de kans op het ontwikkelen van kanker op oudere leeftijd. Door groene thee te consumeren neemt de kans op kanker echter weer af.

Op het gebied van bijen bijvoorbeeld verschilt de koningin genetisch niet van de werksters. Maar omdat ze het enige dier is dat koninginnengelei krijgt, ontwikkelt ze zich tot een bijenkoningin. Bij haar worden veel domme genen gereactiveerd door een specifiek biologisch agens.

Onder andere bij de mens leiden ongunstige sociale omstandigheden vaak later tot persoonlijkheidsstoornissen. Tegenwoordig moet worden aangenomen dat veel mentale en psychische ziekten worden veroorzaakt door epigenetische processen. Het menselijke epigenoom slaat ook trauma op dat later de persoonlijkheidsstructuur beïnvloedt.

Nieuwe wetenschappelijke studies hebben aangetoond dat er veel fouten optreden in het genoom van getraumatiseerde mensen. Na een succesvolle therapie waren deze fouten echter weer verdwenen.

Er zijn ook epigenetische veranderingen die worden doorgegeven aan het nageslacht en die hen genetisch vatbaar maken voor bepaalde ziekten. In een Zweedse studie bij mensen werd bijvoorbeeld de relatie tussen de beschikbaarheid van voedsel en de aanleg voor ziekten in volgende generaties onderzocht.

De genetici Marcus Pembrey en Lars Olov Bygren ontdekten dat de mannelijke kleinkinderen van grootvaders die veel te eten hadden, altijd vatbaar waren voor diabetes. Epigenetische veranderingen op de geslachtschromosomen hebben hier waarschijnlijk plaatsgevonden.

Zelfs getraumatiseerde mensen kunnen epigenetische veranderingen doorgeven aan toekomstige generaties. Verder onderzoek op het gebied van epigenetica zou moeten helpen om ziekteverwekkende epigenetische veranderingen aan het licht te brengen en om te keren.