Jag har märkt (och säkert ni med) att begreppet epigenetik börjar dyka upp i olika hundsammanhang som föreläsningar och debatter. Det tycker jag är kul och intressant och jag tänkte här försöka mig på att förklara lite mer om epigenetik och hur det kan vara intressant för hunderiet.
Tänk dig nedan resonemang av en uppfödare när du ska hälsa på din eventuella framtida fyrbenta vän och undrar lite över valparnas pappa:
“Hanen har en väldigt fin stamtavla och hans syskon och föräldrar är väldigt stabila och trygga. Att just denna hane är lite orolig och nervös beror på att han under hans första år bodde i ett hem som inte alls var bra för honom. Han var stressad, fick inte rätt foder och var rädd för mannen i hushållet. Han har blivit mycket bättre sen han fick flytta ett nytt hem och hans grundläggande genetik påverkas ju inte av det han upplevt så det han nedärver till sina valpar är riktigt bra egenskaper.”
Visst låter det logiskt att de händelser som en individ upplever inte bör påverka avkommans genetiska egenskaper? Avkomman lär sig naturligtvis beteenden av sina föräldrar eller andra de umgås med men en hunds livserfarenheter påverkar ju inte dess gener och dess arv till sina valpar! Men är det verkligen så?
Kan livserfarenheter påverka generna?
En individs egenskaper, personlighet, beteende, hälsa m.m. bestäms av en kombination av gener och miljö. Av de grundförutsättningar den har vid födseln (generna) och de erfarenheter och upplevelser den har i livet (miljön). Mindre bra gener kan vägas upp av bra uppväxt och erfarenheter så att det slutliga beteendet/personligheten blir riktigt bra, och på samma sätt kan bra gener skuggas av sämre förhållanden i livet.
Men om vi inte skulle träffa våra föräldrar så skulle vi ju bara påverkas av deras gener och inte av deras upplevelser i livet…eller? Generna påverkar ju beteenden men kan det även vara så att beteenden påverkar generna?
Ja, så är det faktiskt! Det är just detta som är epigenetik. Det som en individ upplever leder till förändringar i hur gener uttrycks som sen kan nedärvas i fler generationer.
Ett exempel på detta är en svensk studie på invånare från Överkalix på 1800-talet som visar att beroende på om personen svalt eller inte under sin tonårsperiod så påverkade det risken för diabetes och hjärt- kärlsjukdom hos deras barn och barnbarn.
Livshändelser som diet, stress, trauman m.m. hos en hund kan alltså påverka geners uttryck hos inte bara den hunden utan i hundens valpar och deras valpar i sin tur. Men hur är det möjligt då? Gener och DNA är ju inte möjligt att förändra utan nedärvs ju som de är? Jo, själva gensekvensen förändras inte men andra förändringar sker som bestämmer om genen ska uttryckas eller inte.
Genetisk crasch course
Nu kommer lite förenklad genetik fakta för att kunna förklara hur detta sker. Gener består av fyra baser och olika kombinationer av dessa. De förkortas som A,T,C och G. Dessa fyra baser bestämmer koder för alla gener och kan inte förändras (förutom vid slumpmässiga mutationer). Generna kodar för produktion av specifika proteiner som påverkar de flesta funktioner och system i vår kropp.
Men DNA-molekylen består av mer än dessa baser. Den är förpackad och ihoprullad kring ”trådrullar” som kallas histoner. Det finns även organiska molekylgrupper som t.ex. metylgrupper som kan sitta på DNA:t. Varken histonerna eller metylgrupperna påverkar den genetiska koden d.v.s. kombinationen av de olika baserna ATCG. Men de påverkar om generna slås av eller på! För att en gen ska slås på och översättas så att just det proteinet den kodar för ska bildas, så krävs visst utrymme. Histoner och metylgrupper kan göra att det maskineri som omvandlar DNA till protein inte kommer åt och därför uttrycks inte just den genen. Och det är bland annat histonerna och metyleringen av DNA som påverkas av de händelser vi upplever i livet och som leder till att genuttrycken förändras. Och dessa epigenetiska (epi=ovanpå) förändringar kan nedärvas genom generationer.
Exempel på epigenetiska förändringar
Forskning om epigenetiken är ny och det finns inte några direkta studier på hundar än, men på andra djur och människor. Men man vet dessa epigenetiska förändringar sker hos allt levande som har DNA (även växter), de nedärvs några generationer men är inte permanenta förändringar som leder till evolutionära förändringar på sikt.
Nedan kommer några exempel på epigenetiska forskningsresultat:
Det finns en gen som heter agouti. Denna gör att möss är feta, har hög risk för sjukdomar och är gula. Gula, feta möss ger normalt avkommor som är identiskt likadana. Men, om mödrarna får äta en viss diet (med vissa aminosyror) så blir deras avkomma bruna, smala och friskare. Att modern äter en viss diet leder till epigenetiska förändringar (DNA:t metyleras och agouti-genen ”slås av”) som hon sen nedärver till sina ungar. Även om de ser helt olika ut och har olika hälsa så är de gula och bruna mössen genetiskt identiska. Beteende påverkar arvet!
Människor som upplevt traumatiska livshändelser med stor stresspåverkan som vid Förintelsen i Tyskland, Kulturrevolutionen i Kina men även som vuxit upp med misshandel och alkoholism bär med sig mer än bara dåliga minnen. Man har sett att barn och barnbarn till dessa individer, trots bra uppväxt utan stress, har en lägre stresstålighet och onormala hormonnivåer. Den stress som din farmor upplevt kan leda till epigenetiska förändringar som sen nedärvs och kommer att påverka din personlighet och hälsa. Livserfarenheter påverkar arvet!
Råttmammor som är väldigt omvårdande mot sina ungar får ungar som växer upp till att bli mer stresståliga och mer omvårdande mot sina egna ungar, jämfört med råttmammor som inte är omvårdande. Vid bra omvårdnad sker en epigenetisk förändring i genen som kodar för glukokortikoidreceptorn (en receptor för ett stresshormon). Detta beteende nedärvs sen över generationerna. Men om råttungarna som fötts från omvårdande mammor får växa upp med ”sämre” mödrar så blir de mer stressade och i sin tur sämre mödrar. De uttrycker mycket mindre av glukokortikoidreceptorn och detta nedärvs sen till deras ungar som även de blev mer stressade. Och tvärtom då ungar från sämre mödrar fick växa upp med bra mödrar.
Epigenetik och rädsla
En studie som jag tycker är riktigt intressant är gjord 2013 på möss, där forskarna kopplade en viss doft (acetofenon) till rädsla. Dom lät mössen känna doften samtidigt som de fick en mild el-chock i tassarna. Mössen parades sen och deras avkommor i två generationer testades på massor av olika sätt. De såg då att mössens barn och barnbarn:
• Kunde detektera doften i mycket lägre koncentrationer än vanliga möss.
• Hade fler doftreceptorer för att känna just den här doften än vanliga möss.
• Blev rädda och oroliga av doften som vanliga möss ej blev.
• Var känsligare för höga ljud efter att fått känna denna doft.
• Hade epigenetiska förändringar i genen för doftreceptorn som detekterar den specifika doften.
Detta trots att de aldrig innan känt doften själva, bara föräldrarna! Forskarna såg även att avkommorna inte vara generellt rädda för dofter, bara just den specifika som föräldrarna blivit rädd för. Avkommorna var inte heller mer rädda i allmänhet. Resultaten var samma även om parningar gjordes i provrör och avkommorna aldrig fick träffa sina föräldrar. Det som är så intressant med detta försöket är att det visar hur epigenetiken leder till förändringar i beteende och även känslor över generationer! Att betinga en viss doft till rädsla leder till epigenetiska förändringar i genen för doftreceptorn. Detta leder i sin tur till att avkomman utrycker mer av den genen och blir känsligare för doften. Så långt låter det hela väl ganska så fysiologiskt logiskt. Men att från det gå till att doften faktiskt betyder känslor av fara även för avkommorna i två generationer tycker jag är ganska fascinerande!
Per Jensen – epigenetisk forskning här i Sverige
Här i Sverige har vi ju en väldigt kunnig expert på epigenetik i Per Jensen. Jag rekommenderar ar varmt att läsa om hans forskning om ni är intresserade och vill veta mer om detta ämne. Han har bland annat gjort forskning på höns som visar att stressande miljö för föräldrarna leder till avkommor med sämre inlärningsförmåga (trots att de aldrig träffat föräldrarna). Han har även intressanta teorier om hur domesticeringen av djur kan ha påverkats av epigenetiken. Läs mer om Per Jensen och hans forskning här: http://www.ifm.liu.se/biology/zoology/avian/
Varför är då detta intressant för oss i hundvärlden?
Jag kan tänka mig flera anledningar och framtiden får utvisa hur man kommer att ta hänsyn till epigenetiken inom hundaveln.
• När man ska välja valp och inte bara behöver ta hänsyn till föräldrarnas och linjernas personlighet och hälsa utan även om de upplevt livshändelser som skulle kunna ge ”negativa” epigenetiska förändringar och därmed egenskaper nedärvda som man kanske inte önskar. Har föräldrarna och farföräldrarna upplevt traumatiska livshändelser, hur har deras kost varit och hur har de vuxit upp?
• När man själv ska välja att avla på en individ. Det kanske inte alltid är ett bra beslut att avla på en individ som uppvisar sämre egenskaper pga något den varit med om i sitt liv, men som har syskon och föräldrar med väldigt fina egenskaper. Det är mer än själva koderna i DNA:t som nedärvs! En tik kanske har varit med om en olycka när hon var ung som lett till höftproblem. Men hon kan ha varit friröntgad innan och därför tas beslut att avla på henne då man helt tydligt vet varför hennes höfter inte är som de ska. Hennes syskon och föräldrar har ju fina höfter! Men vad man kanske inte tänker på är att olyckan kan ha varit traumatisk, lett till mycket stress och långvariga smärtor som kanske kan ge epigenetiska förändringar som ärvs vidare till valparna. Jag säger inte att så måste vara fallet, men det skulle kunna vara så.
• Livsupplevelser som tex stress och diet hos den tik som är parad. Att prenatal stress påverkar valparna är ju inte direkt någon nyhet. Men hur detta kan ske (epigenetiska förändringar) och att valparna faktiskt i sin tur kan föra detta vidare till nästa generation om de paras tåls att fundera kring.
• I framtiden kan det finnas tester på vissa intressanta geners epigenetik som man skulle vilja undersöka innan man parar en viss individ. Eller som påverkar vilken valp man väljer.
Men man kan även tänka tvärtom. Som jag skrev ovan så verkar de epigenetiska förändringarna inte vara permanenta utan håller bara över några generationer. Det finns ju även positiva epigenetiska förändringar. Om får en valp där vi vet att modern varit med om en traumatisk livssituation så kanske vi behöver lägga lite extra tid och kärlek på vår valp?
Framtiden?
Vad kan vi få se då i framtiden? Mycket handlar om epigenetiska tester. Googlar man på det så får man en uppsjö av olika kommersiella tester och företag som erbjuder sina tjänster att undersöka epigenetiska förändringar på olika gener. Och visst kan det vara en väg att gå. Ta till exempel det här med stress. I nuläget mäter man kanske kortisolnivåerna hos ett djur för att avgöra om det är stressat. Men dessa nivåer går normalt upp och ner fort och säger inte så mycket om den långvariga stresspåverkan ett djur utsätts för. Då skulle man kunna undersöka gener som har med stress att göra (som receptorn) och se hur de epigenetiska förändringarna ser ut. Utrycks generna mycket eller lite och så vidare. Men, stress och dess påverkan kan också vara lite komplicerat. Det kan vara så att stress hos en individ är negativ för just den individen men som sen leder till epigenetiska förändringar som faktiskt är positiv för avkommorna. Den kan göra dem mer stresståliga. Och att skydda en individ från all stress i livet kan göra avkommorna mer känsliga för stress. Så, inget är tyvärr så enkelt som det verkar.
Ett annat hypotetiskt exempel är att man kanske vill utbilda sin valp till narkotikahund och kan då undersöka hur epigenetiken ser ut på genen för den just den doftreceptorn för att välja en valp som verkar känsligast för den doften? Ja, med lite fantasi kan man se användningen på många håll. Men är allt så realistiskt? Precis som när kartläggningen av själva generna och deras koder kom på tal och all diskussion som var då så är nog det lite liknande nu med den epigenetiska forskningen. För att använda det epigenetiska verktyget fullt ut krävs i nuläget mycket mer kunskap. Saker styrs ofta inte bara av en enda gen, de är mer komplicerade än så. Vissa individer får epigenetiska förändringar nedärvda av sina föräldrar medan andra får det inte. De mest lovande epigenetiska testerna just nu verkar vara inom cancerforskningen där man ser att vissa epigenetiska förändringar påverkar risk att drabbas. Men jag tycker att fältet är oerhört intressant och tror vi kommer att få stor kunskap om arv och miljö genom denna forskning.
Tanken att man genom miljö och erfarenheter kan påverka vilket genuttryck som nedärvs både hos oss och våra hundar känns lite skrämmande…men även ganska hoppfullt!
Jenny Nyberg
Referenser
Bygren et al., (2001) Longevity determined by paternal ancestors’ nutrition during their slow growth period. Acta Biotheor. Mar;49(1):53-9.
Kaati et al., (2002) Cardiovascular and diabetes mortality determined by nutrition during parents’ and grandparents’ slow growth period. Eur J Hum Genet. Nov;10(11):682-8.
Weaver et al., (2004) Epigenetic programming by maternal behavior. Nat Neurosci. Aug;7(8):847-54.
Pembrey et al., (2006) Sex-specific, male-line transgenerational responses in humans. Eur J Hum Genet. Feb;14(2):159-66.
Dolinoy et al., (2006) Maternal genistein alters coat color and protects Avy mouse offspring from obesity by modifying the fetal epigenome. Environ Health Perspect. Apr;114(4):567-72.
Weaver (2007) Epigenetic programming by maternal behavior and pharmacological intervention. Nature versus nurture: let’s call the whole thing off. Epigenetics. Jan-Mar;2(1):22-8. Review.
Lindqvist et al., (2007) Transmission of stress-induced learning impairment and associated brain gene expression from parents to offspring in chickens. PLoS One Apr 11;2(4):e364.
Kaati et al., (2007) Transgenerational response to nutrition, early life circumstances and longevity. Eur J Hum Genet. Jul;15(7):784-90.
Szyf et al., (2007) Maternal care, the epigenome and phenotypic differences in behavior. Reprod Toxicol. Jul;24(1):9-19.
Dolinoy et al., (2007) Maternal nutrient supplementation counteracts bisphenol A-induced DNA hypomethylation in early development. PNAS Aug 7;104(32):13056-61.
McGowan et al., (2008) Diet and the epigenetic (re)programming of phenotypic differences in behavior. Brain Res Oct 27;1237:12-24.
Nätt et al., (2009) Inheritance of Acquired Behaviour Adaptations and Brain Gene Expression in Chickens. PLoS One Jul 28;4(7):e6405.
Crews at al., (2012) Epigenetic transgenerational inheritance of altered stress responses. PNAS Jun 5;109(23):9143-8.
Kellerman (2013) Epigenetic transmission of Holocaust trauma: can nightmares be inherited? Isr J Psychiatry Relat Sci. 2013;50(1):33-9. Review.
Dias & Ressler (2014). Parental olfactory experience influences behavior and neural structure in subsequent generations. Nat Neurosci Jan;17(1):89-96.
Heard & Martiensson (2014). Transgenerational epigenetic inheritance: myths and mechanisms. Cell 27;157(1):95-109.
Skinner (2014) Environmental stress and epigenetic transgenerational inheritance. BMC Med. Sep 5;12:153.
Yehuda et al., (2015) Holocaust Exposure Induced Intergenerational Effects on FKBP5 Methylation. Biol Psychiatry. Aug 12. pii: S0006-3223(15)00652-6.
