Dine gener bliver påvirket af alt, hvad du oplever igennem livet

Livet begynder med et møde. En sædcelle og en ægcelle smelter sammen og danner én enkelt celle med sit eget DNA.

Den celle deler sig til to, de to til fire, og sådan fortsætter processen indtil den voksne menneskekrop rummer op imod 37 billioner celler.

Alle disse celler indeholder det samme DNA og dermed præcis den samme genetiske kode. 

Alligevel ser de vidt forskellige ud og varetager meget specialiserede opgaver. Muskelceller trækker sig sammen og slapper af. Fedtceller lagrer energi. Og hjerneceller sender elektriske impulser med lynets hast.

Det kan lade sig gøre, fordi forskellige gener i DNA’et bliver tændt og slukket, hvilket ændrer cellernes egenskaber og udseende. Disse processer kaldes epigenetik. 

”Epi” kommer fra græsk og betyder ”på” eller ”oven på”. Det dækker over, at der er en række mekanismer, der regulerer genernes aktivitet uden at ændre selve DNA-sekvensen. 

Sagt på en anden måde kan DNA’et forstås som en enorm kogebog med opskrifter på alle celletyper, mens epigenetikken sørger for, at der bliver slået op på de rigtige sider i bogen.

De epigenetiske processer er hele tiden i gang, og størstedelen af tiden forløber det uden problemer, men hvis de bliver slået ud af kurs, kan det føre til en lang række sygdomme. Det vender vi tilbage til, men først er vi nødt til at dykke helt ned i cellen for at forstå, hvordan de epigenetiske processer udspiller sig. 

Sådan tænder og slukker dine gener

Der er flere epigenetiske processer, men særligt to er velbeskrevne i forskningen.

Den proces forskerne ved mest om er DNA-metylering, hvor små kemiske molekyler – såkaldte metylgrupper – sætter sig direkte på DNA-strengen. Metylgrupperne fungerer som et kemisk stopskilt, der blokerer for, at cellen kan aflæse genet. Metylering slukker altså for genet, mens demetylering tænder det igen.

Metylering er særligt velkendt og praktisk at studere, fordi det er relativt stabilt. Metylgrupperne bliver nemlig siddende på DNA’et, selv når man tager en blodprøve, og det gør det muligt at studere i et laboratorium.
Metyleringen af DNA’et kan blandt andet sladre om en persons sundhed og alder, og aldersforskeren Steve Horvath har udviklet en model, der kan vurdere om en person har en sund aldring eller ej, baseret på metyleringsmønstre i DNA’et.

En anden central mekanisme i epigenetikken handler om, hvor tæt pakket DNA’et er i cellen. 

DNA-molekylet er en lang tråd på omkring to meter, der er viklet rundt om proteiner kaldet histoner – lidt som et mikroskopisk garnnøgle. Denne struktur af DNA og histoner kaldes kromatinet. 

Kemiske modifikationer kan påvirke, hvor tæt kromatinet er pakket, og hvis det er meget tæt pakket, bliver det umuligt for cellen at aflæse generne. Hvis kromatinet omvendt bliver løsere, bliver generne blotlagt, så de kan blive aktiveret.

De epigenetiske processer kører hele livet, men de er mest afgørende i de ni måneder, et barn er i livmoderen. Det er her, at de forskellige celletyper bliver dannet, og her omverdenen for første gang kan sætte spor i barnets DNA.

”Det er et sårbart tidspunkt, fordi der er mange forskellige typer celler, der skal udvikle sig, og det er en meget dynamisk proces. Når barnet bliver født, har det størstedelen af den epigenetik, som det kommer til at have resten af livet, selvom den fortsat vil ændre sig”, forklarer Line Hjort, der er humanbiolog og forsker i epigenetikkens betydning i starten af livet ved Københavns Universitet.

Epigenetikken er evolution i miniskala

Når epigenetikken er særligt aktiv i livmoderen kan det forklares med, at barnet allerede her bliver forberedt på det miljø, som det kommer ud i efter fødslen. På den måde kan epigenetikken fungere som lynhurtig tilpasning.

Hvis fostret er udsat for stress og dårlig ernæring under graviditeten, kan det være et tegn på et svært miljø med fødevareknaphed, og derfor kan barnets stofskifte blive programmeret til at lagre energi mere effektivt.

Teorien bliver understøttet af, at en lav fødselsvægt øger risikoen for overvægt og hjerte-kar-sygdomme senere i livet. 

Line Hjort er medforfatter til et studie, der viser, hvordan også traumer kan blive videregivet fra mødre til deres børn. I studiet samarbejdede hun med et rehabiliteringscenter for torturofre i Kosovo og undersøgte mødre, der havde været udsat for seksuel vold under Kosovokrigen. 

Studiet viste, at børn født af kvinder, der havde PTSD under graviditeten, havde et højere kortisolniveau i kroppen, end børn, hvis mødre først udviklede PTSD efter graviditeten. I studiet kunne forskerne desuden påvise en række epigenetiske mønstre, der er til stede hos børn og unge født af mødre, der havde PTSD under graviditeten.

Endnu mere opsigtsvækkende er det dog, at epigenetiske forandringer tilsyneladende også kan nedarves til senere generationer.

Under anden verdenskrig blokerede nazisterne fødevarer fra at nå frem til det nordlige Holland og udløste dermed en hungersnød kendt som den hollandske sultevinter. Det påvirkede både de sultendes børn og børnebørn, som forskere i 80’erne og 90’erne kunne påvise havde en større risiko for at blive ramt af overvægt, hjerteproblemer og psykiske sygdomme som skizofreni. 

Den slags fund har ikke kun vakt opsigt blandt forskere. Line Hjort oplever, at forståelsen af epigenetik, som noget der kan gå i arv, i stigende grad er nået ud til almindelige mennesker, og at det kan medføre nogle utilsigtede konsekvenser. 

”En del af min forskning foregår på  fertilitets- og fødeklinikker, og her møder vi par, der nærmest går i bootcamp, fordi de vil have så sunde børn som muligt. Men det kan også blive for meget, og jeg vil gerne understrege, at folk ikke skal være bange for, om en stresset periode eller ét stykke wienerbrød har  sat varige mén på deres barns epigenetik, for det er balancen i det hele som betyder noget.”

Miljøet former epigenetikken

Selvom epigenetikken er særlig aktiv i livmoderen, sker der epigenetiske forandringer igennem hele livet, der bliver påvirket af alle små miljøpåvirkninger. 

”Hvis et par flytter sammen, så vil deres epigenetiske profiler komme til at ligne hinanden mere over årene, fordi deres vaner kommer til at ligne hinandens. Selv hvis man ændrer sin kost lidt eller bliver lidt mere eller mindre aktiv, har det indflydelse”, forklarer Line Hjort. 

Hun forklarer, at det er muligt at se epigenetiske forandringer allerede kort tid efter, at en person har dyrket motion eller få dage med en fedtrig kost.

Men det vil nok komme bag på de færreste, at motion, usund mad og rygning påvirker kroppen, så hvad får man ud af at undersøge effekterne helt nede på et epigenetisk niveau? 

”Nogle sygdomme bliver formentlig udløst af, om man har en skadelig epigenetisk aktivitet, der enten tænder eller slukker bestemte gener for meget, og hvis vi kan udpege de gener, kan vi måske forebygge og behandle sygdommene bedre”, forklarer Line Hjort, der peger på, at der allerede en kræftbehandling, der virker ved at påvirke epigenetikken.

I sidste ende kan epigenetikken være nøglen til at udvikle egentlig personaliseret medicin, der er skræddersyet til patientens biologi eller som en biomarkør, der kan være med til at forudsige sygdom.

”Det er ikke utænkeligt, at man med en screening kan lave en risikoprofil for en lang række sygdomme. Det kunne også være en måde at undersøge, om et barn har været udsat for nogle bestemte miljømæssige påvirkninger under graviditeten”, forklarer Line Hjort. 

Men epigenetikken kan også være med til at påvise forbedringer hos den enkelte. 

I sit studie af voldsramte kvinder og deres børn i Kosovo kunne Line Hjort og hendes kolleger påvise, at både mødrenes og børnenes epigenetik var påvirket af mødrenes voldsomme oplevelser. Men da familierne fik terapi, ændrede epigenetikken sig igen. 

Det er måske en af de vigtigste pointer, når man taler om epigenetik: at de spor, som livet sætter i DNA’et, ikke nødvendigvis er permanente, men hele tiden kan påvirkes i en negativ eller positiv retning.