Travmalar Genetik Yolla Gelecek Nesillere Aktarılabilir mi?

History and Art Collection / Alamy Stock Photo

1944-1945 yılları arasında yaşanan Hollanda Kıtlığı sırasında 6 ay boyunca özellikle ülkenin kuzey ve batı kısımlarında çok ciddi gıda sıkıntıları yaşandı.

Yaklaşık 18.000 kişinin hayatını kaybetmesine neden olan kıtlık sırasında 4,5 milyon kadar insan yeterli beslenemedi. Son yıllarda yapılan araştırmalarda, Hollanda Kıtlığı sırasında hamile olan kadınların yaşadığı gıda sıkıntısının çocuklarda obezite gibi çeşitli hastalıklara ve epigenetik değişimlere sebep olduğu gözlemlendi.

Epigenetik değişimler, doğrudan DNA dizisinin değişmesi anlamına gelmez; DNA’nın hücre içindeki diğer protein veya moleküllerle etkileşiminin değişmesi olarak tanımlanabilir. Değişimler doğrudan DNA üzerine veya DNA’yı sarmalayan histon proteinlerine dışarıdan moleküllerin eklenmesiyle olur. Bu değişimler DNA’dan RNA üretimini değiştirir. Bu da protein üretiminde değişikliklere yol açar.

Ozgu Arslan / İStock

Epigenetik, basitçe gen ifadesini etkileyen kimyasal değişiklikler olarak tanımlanabilir. Genler, işlevsel DNA parçalarıdır. Vücudumuzdaki protein gibi işlevsel moleküller genlerde kodlanmış bilgiye göre sentezlenir. Bu olay gen ifadesi olarak isimlendirilir.

Çevresel faktörlere bağlı olarak ortaya çıkan epigenetik değişimler sadece bu etkilere maruz kalan bireyleri etkilemez. Aynı DNA gibi anne-babadan çocuklara aktarılır yani sonraki nesilleri de etkiler. Fakat DNA’nın aksine daha kolay değişebilir.

Peki Hollanda Kıtlığı’nın epigenetik sonuçları nelerdi?

Hollanda Kıtlığı nedeniyle gözlemlenen epigenetik değişimlerden biri DNA metilasyonu. Araştırmacılar kıtlığın sonucu olarak metabolizma, büyüme ve bağışıklık tepkisi ile ilgili genlerde gerçekleşen değişimlerin DNA metilasyonundan kaynaklandığını saptadı.

Gunilla Elam / Science Photo Library

DNA metilasyonu, DNA molekülü üzerine metil (-CH₃) gruplarının eklenmesiyle gerçekleşir.

DNA üzerine metil gruplarının eklenmesi, protein sentezi sürecinde DNA’dan RNA üreten polimeraz isimli enzimin DNA dizisine ulaşmasını engeller. Bu sayede DNA’nın metil grubu eklenen bölümlerinden daha az protein üretimi gerçekleşir. DNA üzerindeki metil gruplarının azalması ise protein üretimini artırır.

Hollanda Kıtlığı sırasında anne karnında olan bebeklerde, IGF2 (insülin benzeri büyüme faktörü 2) genine ait DNA bölgesindeki DNA metilasyonunda değişiklik olduğu gözlemlendi. IGF2, anne karnındaki büyümede çok önemli bir rolü olan bir gendir. Araştırmacılar, kıtlık sırasında anne karnında olan bebeklerde ortaya çıkan DNA metilasyonundaki değişikliklerin, hafıza oluşumunda ve büyümede bozukluklarla bağlantılı olabileceğini belirledi.

Yine Hollanda Kıtlığı’ndan dolayı epigenetik olarak etkilenen bir diğer gen ise POMC (Pro-opiomelanocortin). Bu genin iştah düzenleme ve metabolik faaliyetlerde rolü vardır. Hollanda Kıtlığı’nı yaşayan kişilerde POMC geninin DNA metilasyonunda artış görüldü. Bu durumda POMC geninin kodladığı proteinlerin üretimi düşer. Vücut kütlesinin düzenlenmesinde rolü olan bu proteinin miktarında yaşanan azalmanın, ömürlerinin erken dönemlerinde kıtlığa maruz kalan bireylerde obezite görülme riskinin artmasına ve diğer yeme bozukluklarına neden olabileceği düşünülüyor.

Kıtlık zamanında epigenetik olarak etkilenen bir diğer gen ise FADS2 (yağ asidi desatüraz 2). Bu genin yağ asidi metabolizmasında rolü var. Araştırmalar kıtlık sırasında bu gende ortaya çıkan epigenetik değişimlerin, zamanla anne-babadan çocuklara aktarılarak, popülasyondaki görülme sıklığının arttığını gösteriyor. Bu değişime bağlı olarak kıtlık sırasında bu genin kodladığı proteinin üretimi artar. Bu durum, doymamış yağ asitlerinin artmasına neden olur. Dolayısıyla FADS2 geninin DNA metilasyonu miktarının değişmesinin kalp ve damar hastalıklarının artmasına neden olduğu düşünülüyor.

Araştırmalarda, neden olduğu fizyolojik değişimlerin yanı sıra kıtlığın psikolojik etkileri de gözlemlendi. Anne karnında veya erken çocukluk dönemlerinde kıtlığa maruz kalan bireylerde, ilerleyen dönemlerde depresyon, kaygı bozukluğu ve şizofreni gibi psikolojik bozuklukların görülme riskinin daha yüksek olduğu saptandı.

Kaynaklar:

• Dodge, J. E. ve ark., “De novo methylation of MMLV provirus in embryonic stem cells: CpG versus non-CpG methylation.”, Gene, Cilt 289, Sayı 1-2, s. 41-48, 2002.
• He, J. ve ark., “Methylation levels at IGF2 and GNAS DMRs in infants born to preeclamptic pregnancies.”, BMC Genomics, Cilt 14, Makale no: 472, 2013.
• Kuehnen, P. ve ark., “An Alu Element–Associated Hypermethylation Variant of the POMC Gene Is Associated with Childhood Obesity.”, PLoS Genetics, Cilt 8, Sayı 3, Makale no: e1002543, 2012.
• Chiu, Y. H., ve ark., “Dietary fat intake during early pregnancy is associated with cord blood DNA methylation at IGF2 and H19 genes in newborns.”, Environmental and Molecular Mutagenesis, Cilt 62, Sayı 7, s. 388-398, 2021.
• Dana, K. ve ark., “Prenatal Exposure to Famine and Risk for Development of Psychopathology in Adulthood: A Meta-Analysis.”, Journal of Psychiatry and Psychiatric Disorders, Cilt 3, Sayı 5, s. 227-240, 2019.

Yazar Hakkında:

Mehmet Alp Güner

Moleküler Biyolog ve Psikolog