ช่วงสองสามปีแรกของชีวิตมีบทบาทสำคัญในการไหลเวียนของสมอง การวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าประสบการณ์ของเราอาจส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของเซลล์ประสาทในระดับพันธุกรรม
ผลการศึกษาในปี 2018 พบว่าเมื่อลูกหนูถูกแม่ละเลย ดูเหมือนว่าจะกระตุ้นให้ยีน 'กระโดด' ในเซลล์สมองของพวกมัน สิ่งนี้บ่งบอกถึงกระบวนการที่คล้ายกันในมนุษย์ซึ่งสามารถช่วยอธิบายพัฒนาการของความผิดปกติทางระบบประสาทบางอย่างได้
ความสามารถของยีนบางตัวในการคัดลอกตัวเองและย้ายจากส่วนหนึ่งไปยังอีกส่วนหนึ่งนั้นยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด อันที่จริง เราได้ศึกษาพวกมันมานานกว่าครึ่งศตวรรษแล้ว
ส่วนต่างๆ ของโค้ดเหล่านี้ –เรียกว่าทรานสโพซอน– สามารถสร้างภาพโมเสคของเซลล์ข้างเคียงได้ ซึ่งในทางเทคนิคแล้วจะมีแผนผังทางพันธุกรรมที่แตกต่างกันเล็กน้อย แม้ว่าเซลล์เหล่านั้นจะเป็นของคนคนเดียวกันก็ตาม
"เราได้รับการสอนว่า DNA ของเราเป็นสิ่งที่มั่นคงและไม่เปลี่ยนแปลง ซึ่งทำให้เราเป็นเรา แต่ในความเป็นจริงแล้ว มันมีความไดนามิกมากกว่ามาก"อธิบายนักพันธุศาสตร์ Fred "Rusty" Gageจากสถาบันซอล์กในแคลิฟอร์เนีย
“ปรากฎว่ามียีนในเซลล์ของคุณที่สามารถคัดลอกตัวเองและเคลื่อนที่ไปมาได้ ซึ่งหมายความว่า DNA ของคุณเปลี่ยนแปลงไปในทางใดทางหนึ่ง”
ข้อเท็จจริงนี้เกิดขึ้นในเซลล์สมองในขณะที่พวกมันเติบโตและแบ่งตัวก็เป็นที่ยอมรับเช่นกัน ลำดับที่เรียกว่าองค์ประกอบนิวเคลียร์กระจายยาว (LINE)เห็นว่าเปลี่ยนตำแหน่งในการแบ่งเซลล์ฮิบโปแคมปัสที่นำมาจากหนูเมื่อกว่าทศวรรษที่แล้ว
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการให้ความสนใจอย่างมากในการทำความเข้าใจว่าการเปลี่ยนแปลง 'อีพิเจเนติกส์' ภายนอกใน DNA ของเรานั้นเป็นผลมาจากสภาพแวดล้อมอย่างไร
บางคนถึงกับเป็นถือเป็นปัจจัยเอื้ออำนวยที่อยู่เบื้องหลังการพัฒนาสภาวะทางระบบประสาทเช่นโรคออทิสติกสเปกตรัม-
แต่ผลกระทบของสภาพแวดล้อมต่อทรานสโพซันยังไม่ได้รับการตรวจสอบอย่างละเอียด อาจเป็นเพราะเราถือว่ายีนที่เราสืบทอดมานั้น ไม่สามารถเปลี่ยนรหัสของมันได้อย่างง่ายดาย
“ในขณะที่เราทราบมาระยะหนึ่งแล้วว่าเซลล์สามารถเปลี่ยนแปลง DNA ของพวกมันได้ แต่ก็มีการสันนิษฐานว่าบางทีอาจไม่ใช่กระบวนการสุ่ม”ผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าวเทรซี เบโดรเซียน.
“อาจมีปัจจัยในสมองหรือในสิ่งแวดล้อมที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงไม่บ่อยนัก”
ดังนั้นร่วมกับนักวิจัยอีกสองคน Bedrosian และ Gage ได้ตรวจสอบว่าลำดับที่เรียกว่า LINE-1 retrotransposon คัดลอกและย้ายตำแหน่งตัวเองในการแบ่งเซลล์ฮิบโปแคมปัสของลูกสุนัขได้อย่างไร
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาให้ความสนใจอย่างใกล้ชิดว่าสภาพแวดล้อมของลูกสุนัขสร้างความแตกต่างอย่างมากให้กับกระบวนการกระโดดยีนนี้หรือไม่
แทนที่จะสร้างสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตรสำหรับตัวอย่างหนูรุ่นเยาว์ นักวิจัยได้เฝ้าดูวิธีที่แม่เลี้ยงลูกในช่วงระยะเวลาสองสัปดาห์
จากนั้น พวกเขาจะถูกแบ่งออกเป็นกลุ่มตามวิธีที่แม่ดูแลลูก โดยให้รายละเอียดว่าพวกเขาเลีย อุ้ม เลี้ยงดู และพักผ่อนอย่างไร
เมื่อวิเคราะห์เซลล์ฮิบโปแคมปัสของลูกหนู พวกเขาพบความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างประเภทการดูแลที่พวกเขาได้รับและจำนวนสำเนาของ LINE-1 ยิ่งการดูแลแย่ลงเท่าใด ยีนก็จะคัดลอกตัวเองและย้ายตำแหน่งมากขึ้นเท่านั้น
น่าแปลกที่สิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้นกับทรานสโพซอนประเภทอื่นที่นักวิจัยวิเคราะห์ โดยบอกว่ามันเป็นสิ่งที่จำเพาะต่อลำดับนี้
เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิด พวกเขาพบว่าปัจจัยอีพีเจเนติกส์มีความรับผิดชอบหลัก แตกต่างจาก transposons อื่น ๆ สำเนาของ LINE-1 ถูกแท็กน้อยกว่าด้วยกลุ่มเมทิล ซึ่งเป็นลายเซ็นของการแก้ไข epigenetic
“การค้นพบนี้เห็นด้วยกับการศึกษาเรื่องการละเลยในวัยเด็ก ซึ่งยังแสดงให้เห็นรูปแบบการเปลี่ยนแปลงของ DNA methylation สำหรับยีนอื่นๆ ด้วย”เกจกล่าว-
“นั่นเป็นสิ่งที่มีความหวัง เพราะเมื่อคุณเข้าใจกลไกแล้ว คุณก็สามารถเริ่มพัฒนากลยุทธ์สำหรับการแทรกแซงได้”
คุณสามารถรับชม Gage เจาะลึกรายละเอียดการวิจัยเพิ่มเติมได้ในคลิปวิดีโอด้านล่าง
ความหมายที่แท้จริงสำหรับมนุษย์นั้นเป็นเรื่องของการศึกษาในอนาคต แต่ตอนนี้ มันเป็นสัญญาณว่าประสบการณ์ในวัยเด็กของเรามีพลังมากพอที่จะส่งผลกระทบจนถึงระดับยีนของเรา
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในศาสตร์-
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกในเดือนมีนาคม 2018
