新遗传学

弗朗西斯香槟

从前,当你在学校学习遗传学与进化,这是孟德尔和达尔文或最近改进的基本思路。作为历史娱乐,他们也教过你其他的家伙,拉马克,oh-so-foolishly相信特征获得了在一个人的一生可能会传递给后代。他们使你认为愚蠢的概念是在垃圾箱的底部,名誉扫地的科学,对那里的人体体液或地球宇宙的理论。

谁会铛,我们终于看到可怜的老拉马克的康复表观遗传学的新时代?谁会想到研究揭示生命体验的能力改变基因的表达会出现,几乎一夜之间,导致旧的先天和后天的争论——这实际上定义了一个世纪的心理学和其他社会科学——简单地消失?

谁能想到,DNA甲基化可能是如此,嗯,有趣吗?

APS沃尔特•米歇尔总统没有试图控制他的敬畏和兴奋在这个范式转变,当引入演讲者在今年的总统研讨会。三个加拿大人在这个新领域的前沿,弗朗西斯香槟,(哥伦比亚大学),迈克尔·Meaney(麦吉尔大学),而马拉Sokolowski(多伦多大学),谈到各自的发现有关(正如米歇尔)”的基因环境交互,构成我们成为和我们不同。”

是什么让我们独特的吗?

一个巨大的和越来越多的数据表明,生活经验可以塑造一个人的发展非常微妙的方式。这些影响包括营养和其他环境因素,以及养成的数量或压力经验丰富,特别是在生命早期。香槟和她的同事们在哥伦比亚大学的研究表明,这些影响包括促进或抑制遗传信息的表达。

这个比喻香槟使用图书馆。库包含许多书,但是他们什么都不做本身;为了产生影响,指导和激励,他们必须从货架上撤下,阅读。基因组是相同的:它包含任何信息,它没有任何影响,除非和直到转录(通过信使RNA)和翻译成蛋白质。“DNA,为了阅读,必须访问;必须打开从非常浓缩的形式存储在细胞,”她解释说。

Meaney迈克尔

修改绑定等甲基DNA(甲基化)可以影响容易读取特定的DNA序列,从而表达。甲基化和细胞环境的变化影响,更令人惊奇的是,这些细胞的变化传递给子细胞。换句话说,通过表观遗传机制——也就是说,功能性基因组的变化实际上并不涉及改变DNA序列——培养起到了积极的作用在塑造自然的表情,甚至代代相传。

在香槟的研究,培养:具体来说,如何积极老鼠妈妈舔和新郎小海象。类似的母性行为是常见的哺乳动物对面老鼠对人类和在实验室里很容易量化。香槟的研究表明,通过甲基化、高与低水平的舔和梳理影响基因的表达控制雌激素受体在大脑关键区域负责母性行为。以这种方式,养成收到幼鼠影响以后,小狗的母性行为——不仅仅是一种“学习”,但是作为一个真正的改革关键基因的表达在特定的细胞。

“表观基因组的变化,”她说,“是一个环境的细胞记忆的事件。“这种细胞记忆然后通过行为和传递给后代的表观遗传模式传播。换句话说,拉马克是正确的。这样获得的特征也可以撤销,如果环境变化了。例如,更少的后代抚育的妈妈,谁会反应往往不如自己母亲由于描述的影响,可以穿上更抚育的跟踪如果他们被放置在一个丰富的环境。

一个恒定的对话

众所周知,社会环境在生命早期预测后来的生物的健康。问题是如何。香槟的导师迈克尔Meaney讨论早期生活经历压力的荷尔蒙机制,如他所说,“嵌入式”。

“发展成为一个常数基因和环境之间的对话,“Meaney表示,“和部分社会和经济环境。一个€¦对于所有物种——它是社会中至少有一个产妇机体传递信号给她的后代,这是经济,它至少涉及营养,以及潜在的其他信号。“这种信号产生长期影响基因表达,通过甲基化和其他过程的细胞机制。

Meaney的工作,像香槟,看着啮齿动物母性行为——在这种情况下,它对后来的影响压力反应性。老鼠舔并照料婴儿得到越少,就越stress-reactive之后。的后代更强调当他们成人抚育的母亲更容易比少的后代抚育的母亲。也是如此少的后代抚育的母亲提出更多的抚育的寄养母亲。

荷尔蒙机制在工作中涉及到身体的压力同态调节器,肾上腺轴。压力反应系统开始在海马体,引发多米诺效应的化学信号,最终引发由肾上腺糖皮质激素应激激素的释放。这是一个自我调节的系统,这些糖皮质激素通常回到海马体,告诉它释放更少的信号。换句话说,压力荷尔蒙通常限制自己。

但是母亲养成低的压力——少舔和梳理,在生命的早期可以直接影响海马细胞的细胞环境,生产增加了甲基化的基因控制了糖皮质激素受体的表达,从而抑制这些受体的表达。结果是,海马体是减少响应信号减弱应激反应,因此,有高度压力敏感性和所有的健康和行为带来的后果。这些影响(如母性行为的变化研究了香槟)可以通过跨代但也可以逆转药物或通过改变环境。

Meaney谈话后,米歇尔表示不言而喻的问题:“我不知道你们中有多少人在观众在想我在想什么,这是我想了多少舔并照料我的母亲。”

探测器和保姆

马拉Sokolowski

果蝇看起来几乎一样远离小鼠和大鼠来自人类,但是最终的演讲者,多伦多大学的生物学家马拉Sokolowski,指出,许多DNA序列目前已知存在跨生物——“我们可以找到一个基因在果蝇中,我们能说‘哦,这是同样的基因在人类身上。“通常,该基因将在广泛不同的物种有相似的功能。的觅食(或为)基因中发现大多数生物是一个这样的例子。影响能量平衡、食物摄入量和食物运动和学习在苍蝇、蚂蚁、线虫、蜜蜂,甚至人类。

在果蝇中,Sokolowski工作的主题,为基因如何影响个体积极寻找食物(流浪者)或静观其变(保姆)附近的一个已知的食物来源,以及影响脂肪的存储方面的短期和长期记忆。然而,为基因显示表达式的可塑性:多大的关键酶称为包裹这个基因使得——因此,它如何表达本身,取决于环境。慢性剥夺他们的食物后,相当于“导致社会经济地位背景果蝇”——流浪者,他们通常比保姆少吸收和储存食物,更像是更久坐不动的同行。

Sokolowski解释说,在一系列的其他动物,如蚂蚁和蜜蜂的表达为同样基于不同环境以及行为因素,指着一个强大的跨物种遗传和环境之间相互依存。

果蝇甚至可能提供一个模型的作用为人类的基因。保姆苍蝇更善于应对季节性信号比流浪者,Sokolowski说,当日子短,保姆进入一种冬眠。这过冬就像人类季节性情感障碍(SAD):在冬季,悲伤的患者增加食物摄入量,减少他们的活动。事实上,一项研究的严重的悲伤和对照组显示一个障碍及其之间的联系为基因型。

米歇尔总结研讨会演讲,重申一个令人激动的时刻是心理学,因为这“新遗传学”让我们远离这两个以为这么长时间字段分为对立的分支学科。突出显示的演讲,他说,“内剩余的愚蠢和狭窄的小分支,相互问这样的问题“你是人格心理学家或一个社会心理学家还是你是什么?””

“我们看到,”他说,“一个完整的穿越边界,一个不知道到底在哪里,但它确实很有趣。”