Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể thừa hưởng nhiều hơn gen của cha mẹ mình? Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể thừa hưởng khả năng bật và tắt gen?
Những khả năng này đã được đưa ra ánh sáng sau khi nghiên cứu gần đây, được xuất bản trên Nature Communications. Chúng tôi tìm thấy thông tin ngoài gen của chúng tôi được truyền từ mẹ sang con cái để ảnh hưởng đến cách bộ xương của chúng phát triển. Đó là thông tin "biểu sinh" thường được thiết lập lại giữa các thế hệ.
Nghiên cứu của chúng tôi là ở chuột, trường hợp đầu tiên thuộc loại này ở động vật có vú, nơi hiệu ứng biểu sinh lâu dài từ trứng của mẹ được truyền sang thế hệ tiếp theo. Điều này có hậu quả suốt đời đối với sức khỏe của thế hệ đó.
Tuy nhiên, chúng ta không thể chắc chắn rằng những thay đổi biểu sinh tương đương cũng được di truyền ở người, bao gồm cả những tác động đến cách bộ xương của chúng ta phát triển và tác động tiềm ẩn đối với bệnh tật.
Chờ đã, lại biểu sinh là gì?
Các gen của chúng ta (các gói DNA) bảo cơ thể chúng ta tạo ra một số protein nhất định. Nhưng các tế bào của chúng ta cũng cần hướng dẫn để biết liệu một gen có nên được sử dụng (bật) hay không (tắt).
Những hướng dẫn này ở dạng thẻ hóa học hoặc thẻ “biểu sinh” (các phân tử nhỏ) nằm trên đầu DNA. Bạn tích lũy các thẻ này trong suốt cuộc đời của mình.
Hãy nghĩ về cách dấu câu giúp người đọc hiểu một câu. Các thẻ biểu sinh cho phép tế bào hiểu một chuỗi DNA.
Nếu không có các thẻ biểu sinh này, tế bào có thể tạo ra một loại protein vào sai thời điểm hoặc hoàn toàn không.
Thời gian là rất quan trọng trong cách phôi phát triển. Nếu một số gen nhất định được biểu hiện (chuyển sang sản xuất protein) quá sớm hoặc quá muộn, phôi sẽ không phát triển đúng cách.
Di truyền biểu sinh là gì?
Chúng ta đã tìm thấy gì?
Chúng tôi quan tâm đến việc tìm hiểu chức năng của một loại protein trong trứng chuột (ova) được gọi là SMCHD1.
Bằng cách loại bỏ SMCHD1 khỏi trứng chuột, chúng tôi nhận thấy những con chuột phát triển từ trứng thiếu SMCHD1 có bộ xương bị thay đổi, với một số đốt sống ở cột sống bị phá vỡ.
Điều này chỉ có thể được giải thích bởi sự thay đổi biểu sinh do mất SMCHD1 trong trứng.
Đặc biệt, chúng tôi đã xem xét một tập hợp các gen được gọi là hox gen. Chúng mã hóa một loạt các protein được biết đến để kiểm soát cách bộ xương của động vật có vú phát triển.
hox gen được tìm thấy ở tất cả các loài động vật, từ ruồi đến người, và rất quan trọng để thiết lập cột sống của chúng ta. Evolution đã tinh chỉnh thời gian biểu hiện của hox gen trong quá trình phát triển phôi để đảm bảo bộ xương được lắp ráp chính xác.
Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng các thẻ biểu sinh được thiết lập bởi SMCHD1 của người mẹ trong trứng của cô ấy có thể tác động đến hox gen được biểu hiện ở con cái của cô ấy.
Phát hiện này gây bất ngờ lớn vì hầu như tất cả các thẻ biểu sinh trong trứng đều bị xóa ngay sau khi thụ thai. Hãy coi điều này giống như khôi phục cài đặt gốc.
Điều này có nghĩa là thật bất thường khi thông tin biểu sinh từ trứng của mẹ được truyền sang con của nó để định hình cách chúng phát triển.
Điều này có ý nghĩa gì với chúng ta?
Phát hiện của chúng tôi cho thấy ngay cả những gen bạn không thừa hưởng từ mẹ vẫn có thể ảnh hưởng đến sự phát triển của bạn.
Điều này có thể có ý nghĩa đối với con cái của phụ nữ có các biến thể trong gen SMCHD1 của họ. Các biến thể trong SMCHD1 gây ra các bệnh ở người như một dạng loạn dưỡng cơ bắp.
Trong tương lai, SMCHD1 có thể là mục tiêu cho các loại thuốc mới để thay đổi cách thức hoạt động của protein và giúp những bệnh nhân mắc các bệnh do các biến thể trong SMCHD1 gây ra. Vì vậy, điều quan trọng là phải hiểu những hậu quả mà sự gián đoạn của SMCHD1 trong trứng có thể gây ra cho các thế hệ tương lai.
Còn các bệnh khác thì sao?
Các nhà khoa học hiện đang bắt đầu hiểu rằng các thẻ biểu sinh được thêm vào gen của chúng ta rất nhạy cảm với những thay đổi của môi trường. Điều này có nghĩa là các biến thể môi trường, chẳng hạn như chế độ ăn uống hoặc mức độ hoạt động thể chất của chúng ta, có thể ảnh hưởng đến cách các gen của chúng ta được biểu hiện. Tuy nhiên, những thay đổi này không làm thay đổi bản thân DNA.
Trạng thái biểu sinh trải qua nhiều thay đổi nhất khi trứng đang phát triển và trong quá trình phát triển phôi rất sớm, do quá trình “khôi phục cài đặt gốc” giữa các thế hệ. Điều này có nghĩa là phôi thai dễ bị tổn thương hơn trước những thay đổi biểu sinh, bao gồm cả môi trường, trong thời kỳ phát triển này.
Khi chúng tôi phát hiện ra nhiều trường hợp hơn mà thông tin biểu sinh được thừa hưởng từ mẹ, có thể có những trường hợp mà chế độ ăn uống hoặc những thay đổi môi trường khác mà người mẹ trải qua có thể ảnh hưởng đến thế hệ tiếp theo.
Cho rằng các nhà khoa học hiện có thể nghiên cứu những gì xảy ra trong một quả trứng, chúng ta có đủ khả năng để xác định xem điều đó có thể xảy ra như thế nào và tìm ra chính xác những gì chúng ta có thể được thừa hưởng.
Giới thiệu về Tác giả
Marnie Blewitt, Trưởng phòng thí nghiệm y học phân tử, Viện Walter và Eliza Hall và Natalya Benetti, Nghiên cứu sinh, Ban Di truyền và Phát triển, Viện Walter và Eliza Hall
Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.
Sách liên quan:
Thói quen nguyên tử: Cách dễ dàng và đã được chứng minh để xây dựng thói quen tốt và phá vỡ những điều xấu
của James Clear
Atomic Habits đưa ra những lời khuyên thiết thực để phát triển những thói quen tốt và từ bỏ những thói quen xấu, dựa trên nghiên cứu khoa học về thay đổi hành vi.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Bốn khuynh hướng: Cấu hình tính cách không thể thiếu tiết lộ cách làm cho cuộc sống của bạn tốt đẹp hơn (và cuộc sống của những người khác cũng tốt hơn)
bởi Gretchen Rubin
Bốn xu hướng xác định bốn loại tính cách và giải thích cách hiểu xu hướng của chính bạn có thể giúp bạn cải thiện các mối quan hệ, thói quen làm việc và hạnh phúc tổng thể.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Hãy suy nghĩ lại: Sức mạnh của việc biết những gì bạn không biết
của Adam Grant
Think Again khám phá cách mọi người có thể thay đổi suy nghĩ và thái độ của mình, đồng thời đưa ra các chiến lược để cải thiện tư duy phản biện và ra quyết định.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Cơ thể giữ điểm số: Não bộ, trí óc và cơ thể trong việc chữa lành chấn thương
bởi Bessel van der Nikol
The Body Keeps the Score thảo luận về mối liên hệ giữa chấn thương và sức khỏe thể chất, đồng thời đưa ra những hiểu biết sâu sắc về cách điều trị và chữa lành chấn thương.
Bấm để biết thêm thông tin hoặc đặt hàng
Tâm lý học về tiền bạc: Những bài học vượt thời gian về sự giàu có, lòng tham và hạnh phúc
bởi Morgan Housel
Tâm lý học về tiền bạc xem xét cách thức mà thái độ và hành vi của chúng ta đối với tiền bạc có thể định hình thành công tài chính và hạnh phúc tổng thể của chúng ta.
