Trauma Holocaustu: czy jest dziedziczona epigenetycznie?


Jerry A. Coyne 2015-09-02


Istnieje obecnie kilka przykładów modyfikacji wyglądu i zachowania jednostki przez środowisko i wpływu na geny jednostki, zazwyczaj przez przyłączenie grup metylowych do określonych nukleotydów w sekwencji DNA. Jest to rodzaj spowodowanej przez środowisko modyfikacji epigenetycznej. Zazwyczaj jednak modyfikacja zasad DNA może być także kodowana przez inne części DNA: odcinki genów, które „mówią” organizmowi: „wstaw grupę metylową w miejsce X na genie Y”.  Większość zmian epigenetycznych, o których wiemy, oraz każdy przykład takich zmian, które biorą udział w adaptacjach, nie są spowodowane przez środowisko, ale przez instrukcje od innych genów. Na przykład, DNA macierzyńskie i ojcowskie są modyfikowane przez inne geny epigenetycznie w różny sposób, i prowadzą walkę w płodzie, ponieważ interesy reprodukcyjne ojca różnią się od interesów reprodukcyjnych matek.

OSTRZEŻENIE: Długie i szczegółowe omówienie pracy o genetyce.

 

Choć więc wiadomo, że istnieją środowiskowe modyfikacje epigenetyczne genów, a także, że przekazywane są przez dwa lub więcej pokolenia, nie jest to częste zjawisko i nie są podstawą jakiejkolwiek adaptacji, która wyewoluowała w organizmach. I nie mogą być, ponieważ ewolucyjne zmiany genetyczne muszą być przekazywane trwale. Środowiskowo spowodowane zmiany DNA, ponieważ znikają po jednym do trzech pokoleń, nie mogą być w zasadzie odpowiedzialne za ewolucję adaptacyjną. Ponadto, mapowanie genów powodujących adaptacje w ramach jednego gatunku i między gatunkami pokazuje, że w rzeczywistości są one nieodmiennie spowodowane zamianą samych zasad DNA, nie zaś epigenetycznymi modyfikacjami genów przez środowisko.


Mimo nietrwałości spowodowanych środowiskiem zmian epigenetycznych i braku dowodów, że biorą one udział w jakiejkolwiek ewolucji adaptacyjnej, ludzie nadal biją w tamtamy epigenetyki. Epigenetyka jest bowiem rodzajem „dziedziczenia lamarkowskiego” i gdyby środowisko naprawdę mogło powodować adaptacyjne zmiany DNA, które byłyby dziedziczone permanentnie, to byłaby to neo-neo-darwinowska forma ewolucji: spowodowałaby – zależnie od jej częstotliwości – olbrzymią zmianę w naszym rozumieniu tego, jak działa ewolucja. (Sam Darwin sugerował taki rodzaj dziedziczenia lamarkowskiego w O powstawaniu gatunków, ale eksperymenty pokazały, że był w błędzie.)


Teraz jednak nowy artykuł w „Biological Psychiatry” autorstwa Rachel Yehuda i in. (odnośnik poniżej) wydaje się pokazywać nie tylko dziedziczenie epigenetyczne u ludzi spowodowane wpływami środowiskowymi, ale że tym wpływem środowiskowym był Holocaust, który wywołał traumę. Trauma, jak twierdzą ci badacze, spowodowała metylację zasady DNA w genie związanym z reakcją na stres, FK506-binding-protein-5, czyli FKBP5. W porównaniu z grupą kontrolną (Europejczykami, których nie uznaje się za ocalonych z Holocaustu), ci dorośli, którzy przeżyli Holocaust mieli więcej metylacji na jednej zasadzie DNA w tym genie – ale nie na dwóch innych badanych zasadach. Ponadto różnica między grupą kontrolną a poddanymi „eksperymentowi” trwała w następnym pokoleniu: potomstwo ocalonych miało znacznie niższą metylację w tym samym miejscu niż potomstwo grupy kontrolnej (ludzi, którzy żyli podczas wojny, ale nie doświadczyli Holocaustu).


Autorzy bardzo ostrożnie formułują swoje stanowisko, jak piszą w streszczeniu: 


Jest to pierwsze pokazanie transmisji do dziecka traumy rodzicielskiej, która zaszła przed jego poczęciem, związanej ze zmianami epigenetycznymi w obu pokoleniach, co dostarcza potencjalnego zrozumienia tego, jak poważna trauma psychologiczna może mieć skutki międzypokoleniowe.                                                                                


Inni nie byli tak ostrożni, szczególnie dziennikarze piszący o nauce, którzy albo nie czytali artykułu, albo zabrakło im wiedzy, by go ocenić. Sprawdźcie, na przykład, ten artykuł w “Guardianie”. Jego autorka, Helen Thompson, wydaje się kompletnie nieświadoma wielu problemów z tym badaniem i nie przedstawia żadnych zastrzeżeń. Jest to przykład złego informowania o nauce. Tutaj inny bezkrytyczny artykuł w “Scientific American”.


Nie będę zagłębiał się w szczegóły metod i wyników Yehudy i in., ale podam główne wyniki i kilka problemów, jakie Matthew Cobb i ja znaleźliśmy.  


Artykuł Yehudy i in. nawiązuje do wcześniejszej pracy Torstena Klengela i in. (odnośnik i link poniżej) pokazującego, że w próbce Afroamerykanów osoby klasyfikowane jako te, które przeżyły traumę, wykazywały obniżenie metylacji w kilku miejscach na genie FKBP5, związanym z reakcją na stres. Ta demetylacja była skojarzona ze wzrostem transkrypcji (procesu tworzenia mRNA a następnie białka), co samo było związane ze zmianami w układzie reakcji na stres, prowadząc przypuszczalnie do wzrostu zaburzeń psychiatrycznych u dzieci, które doświadczyły traumy.


Yehuda z zespołem badała trzy miejsca na FKBP5, wszystkie na intronie 7, związane w poprzednim badaniu z demetylacją. To, co odkryli, pokazane jest poniżej („osoby, które przeżyły Holocaust” na czerwono, „grupa kontrolna” na biało; rodzice na lewo [A]; potomstwo na prawo [B]). Jak widać po gwiazdkach, które oznaczają istotność statystyczną, jedno miejsce (Bin 3, miejsce 6) pokazuje istotnie wyższy stopień metylacji u rodziców, którzy przeżyli Holocaust, w stosunku do grupy kontrolnej, podczas gdy to samo miejsce u potomstwa pokazuje niższy stopień metylacji u potomków ocalonych z Holocaustu niż potomków grupy kontrolnej. Nie ma żadnej różnicy w pozostałych dwóch badanych miejscach (jedno obejmuje dwa nukleotydy, drugie trzy nukleotydy; patrz poniżej).


(From paper.) Figure 2. Methylation at FKBP5 intron 7, bins 1, 2 and 3 for Holocaust survivors (A), Holocaust survivor offspring (B) and their respective comparison subjects. The percent methylation (mean ± s.e.m.) is represented by red bars for Holocaust survivor parents and their offspring (F0:n=32, F1:n=22) and by white bars for F0 and F1 controls (F0:n=8, F1:n=9). Division of sites into bins is indicated. Significance was set at p<.05.
(From paper.) Figure 2. Methylation at FKBP5 intron 7, bins 1, 2 and 3 for Holocaust survivors (A), Holocaust survivor offspring (B) and their respective comparison subjects. The percent methylation (mean ± s.e.m.) is represented by red bars for Holocaust survivor parents and their offspring (F0:n=32, F1:n=22) and by white bars for F0 and F1 controls (F0:n=8, F1:n=9). Division of sites into bins is indicated. Significance was set at p<.05.

To więc pokazuje sugerowane dziedziczenie epigenetyczne z powodu traumy. Są z tym jednak ogromne problemy i zastrzeżenia dotyczące danych. Oto kilka z nich.

Dane są zbite w dziwaczny sposób. Widziano istotną różnicę tylko w jednym nukleotydzie (wykres powyżej), podczas gdy nieistotne różnice występowały w grupach 2-3 nukleotydów zbitych razem. Dlaczego to zrobili? Jak napisał do mnie Matthew:

Połączenie jest w Bin, które są kolumnami na obu wykresach. Bin 1 pokazuje % metylacji dla 2 CG miejsc. Bin 2 pokazuje % metylacji dla 3 CG miejsc. Bin 3 pokazuje % metylacji dla tylko *jednego* CG miejsca. Bin 3 jest także jedynym, który pokazuje istotną różnicę między grupą kontrolną a ocalonymi z Holocaustu/potomkami.

Hipotezą zerową byłoby, że jest to tylko losowy szum – jednym sposobem przetestowania tego byłoby zobaczenie, czy podobne efekty w pojedynczych miejscach widać dla miejsc 1, 2, 3, 4 i 5 *osobno* zamiast zbijać je razem, jak to zrobiono na rys. 2A i 2B. Biorąc pod uwagę, że tylko miejsce 6 zostało związane z efektami stresu, muszą pokazać, że jest jedynym, które pokazuje ten efekt. Gdyby inne poszczególne miejsca wykazywały istotne różnice, podważyłoby to ich hipotezę.

Przy tak małych próbach i ledwie istotnych efektach, chciałoby się zobaczyć te pojedyncze miejsca, by być pewnym, że efekt ogranicza się do miejsca 6.


(From paper). Figure 4. Relationship between F0 and F1 FKBP5 intron 7 bin 3/site 6 percent methylation. Parent-offspring pairs are represented by red squares for Holocaust survivors (n=23) and by blue open circles for controls (n=10). Significance was set at p<.05.

(From paper). Figure 4. Relationship between F0 and F1 FKBP5 intron 7 bin 3/site 6 percent methylation. Parent-offspring pairs are represented by red squares for Holocaust survivors (n=23) and by blue open circles for controls (n=10). Significance was set at p<.05.



  

Wyciągam z tego wniosek, że choć artykuł jest ciekawy i prowokacyjny, cierpi z powodu olbrzymich problemów, które poddają w wątpliwość przedstawione w nim wnioski. Pracę trzeba powtórzyć, najlepiej przy użyciu innych traumatycznych wydarzeń (z których są liczniejsi ocaleni) i z pewnością z użyciem większych prób. Artykuł jest intrygujący, ale z pewnością nie upoważnia do patrzenia na to jak na prawdziwy przypadek epigenetycznie wywołanego dziedziczenia z powodu traumy, a tym mniej do rewizji tego, jak myślimy o ewolucji. (Uwaga: autorzy nie twierdzą, że ten rodzaj dziedziczenia odgrywa rolę w ewolucji; zrobili to inni.)

_______

Yehuda, R. et al. 2015.  Holocaust exposure induced intergenerational effects on FKBP5 methylation. Biological Psychiatry, in press, http://dx.doi.org/10.1016/j.biopsych.2015.08.005

Klengel, T. et al. 2013.  Allele-specific FKBP5 DNA demethylation mediates gene-childhood trauma interactions. Nature Neurosci. 2013 Jan;16(1):33-41. doi: 10.1038/nn.3275. Epub 2012 Dec 2.

Holocaust trauma: is it epigenetically inherited

Why Evolution Is True, 24 sierpnia 2015

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków.  Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.