Her er en gåde:
enæggede tvillinger stammer fra samme DNA,
så hvordan kan de udvikle sig så forskelligt
selv når det gælder egenskaber, hvor vi ved genetik spiller en betydelig rolle?
Hvorfår får en tvilling for eksempel en hjertesygdom når hun er 55,
mens hendes søster løber maraton og har et perfekt helbred?
Arv og miljø er en stor del af svaret,
men en del af forklaringen kan findes i et område kaldet epigenetik.
Det er studiet af hvordan DNA interagerer
med de mange andre mindre molekyler, som findes i celler,
som kan aktivere og deaktivere gener.
Hvis man tænker på DNA som en opskrift,
så bestemmer disse molekyler stort set hvad der bliver tilberedt og hvornår.
De træffer naturligvis ikke nogen bevidste valg,
men deres tilstedeværelse og koncentration i cellerne gør forskellen.
Så hvordan virker det?
Gener udtrykkes når de transkriberes fra DNA til RNA,
som translateres til proteiner af ribosomer.
Og proteinerne bestemmer i høj grad en celles karakteristika og funktion.
Epigenetiske ændringer kan øge eller hæmme transkriptionen af bestemte gener.
Den mest udbredte mekanisme, er at DNAet,
eller de proteiner det er viklet omkring,
bliver opmærket med små kemiske markører.
Alle de kemiske markører, som er knyttet til genomet
i en given celle
kaldes epigenomet.
Nogen af dem, som en methyl-gruppe, hæmmer udtrykket af gener
ved at afspore cellens transkriptions-maskineri
eller få DNAet til at blive mere kompakt,
så det bliver utilgængeligt.
Genet er der stadig, men det bliver ikke udtrykt.
Transkriptionen kan øges ved lignende modsatte mekanismer.
Nogle kemiske markører vil løsne DNAet, så det bliver lettere at transkribere,
hvilket øger produktionen af proteinet som genet koder for.
Epigenetiske ændringer kan bevares under celledeling,
og kan på den måde påvirke en organisme gennem hele livet.
Nogen gange er det en god ting.
Epigenetiske ændringer er en del af den normale udvikling.
Cellerne i et embryo starter med eet original-genom.
I løbet af de efterfølgende celledelinger, bliver nogle gener aktiveret
og andre hæmmet.
Over tid, vil denne epigenetiske omprogrammering,
få nogle celler til at udvikle sig til hjerteceller,
og andre til leverceller.
Hver af de omkring 200 forskellige celletyper i din krop,
har stort set præcis det samme genom,
men sit eget særlige epigenom.
Epigenomet står også for en livslang dialog
mellem generne og det omgivende miljø.
De kemiske mærkater som kan tænde og slukke for gener
kan påvirkes af faktorer som for eksempel kost,
kemiske påvirkninger
og medicin.
De resulterende epigenetiske ændringer, kan til sidst lede til sygdom,
hvis de for eksempel fører til at der slukkes for et gen, der koder for et kræft-hæmmende protein.
Epigenetiske ændringer forårsaget af miljøet, er en del af forklaringen
på at enæggede tvillinger, kan få vidt forskellige liv.
Efterhånden som tvillingerne bliver ældre, bliver deres epigenomer mere forskellige,
hvilket påvirker hvordan de ældes, og deres sygdomsrisiko.
Selve sociale oplevelser kan forårsage epigenetiske ændringer.
I et berømt forsøg,
hvor rotte-mødre ikke gav deres unger nok omsorg,
blev gener i ungerne, som hjælper med at håndtere stress methylerede
og dermed slukket for.
Og det stopper ikke nødvendigvis i den generation.
De fleste epigenetiske markører, bliver slettet når der dannes æg- og sædceller.
Men nu mener forskere at nogle af dem overlever,
så de epigenetiske træk videreføres til næste generation.
Din mors eller fars oplevelser som barn,
eller deres valg som voksne,
kan være med til at forme dit eget epigenom.
Men selv om epigenetiske ændringer ikke ændres let,
er de ikke nødvendigvis permanente.
En balanceret livsstil, med en sund kost,
motion,
og ingen kontakt med forurenende faktorer,
kan i det lange løb sikre et sundt epigenom.
Det er en spændende tid at undersøge dette område mere.
Forskerne er først begyndt at forstå
hvordan epigenetik kan forklare mekanismer som menneskelig udvikling og aldring,
såvel som udvikling af kræft,
hjertesygdomme,
sindslidelser,
afhængighed
og mange andre tilstande.
Samtidig gør nye genetiske teknikker det langt nemmere
at afgøre hvilke epigenetiske ændringer, der har betydning for sundhed og sygdom.
Når vi forstår hvordan vores epigenom påvirker os,
kan vi måske også påvirke det.