Epigenetik Nedir ve Neden Önemlidir?

Belki de bir çoğunuzun haberdar olmadığı ama bilimin son yıllarda ciddi bir şekilde araştırmalarda bulunduğu Epigenetik konusu özetleyerek anlatmak istedim. Umuyorum ki bu yazının sonunda hepimiz çevrenin, yediklerimizin, içtiklerimizin, soluduklarımızın kendimizde ve kalıtsal olarak çocuklarımızda nasıl tehlikeli etkiler gösterebileceğini anlamış olacağız. 

Simdi soralım soruyu: Nedir bu epigenetik? 

Epigenetik yunanca epi- yani üzerinde, üstünde ve genetik yani yaratılış, oluşum kelimelerinden oluşmuştur. Epigenetik kelimesi (çok klişe olacak ama) taa Aristo’nun zamanından gelmektedir. Aristo bu kelimeyi ilk defa oluşum öncesi manasında, bir canlının doğuma kadar olan süredeki başkalaşmasını ifade etmek için kullanmıştır. 1940’larda biyolojide embriyolojik değişim süreçlerini anlatmak amacıyla biyoloji biliminde yavaş yavaş yerini almaya başlamıştır. Ne genetik olan ne de genetik olmayan (yani epigenetik olan) değişmeler bilimde yerini almaya başlamıştır. 

Epigenetik zamanımızda; DNA dizisinde herhangi bir değişiklikten kaynaklanmayan (mutasyon, kromozom eksikliği veya fazlalığı vs.) fakat kalıtsal olarak bir sonraki nesle geçebilecek değişikleri inceleyen Moleküler Biyoloji ve Genetiğin bir bilim dalıdır. Bu değişiklikler DNA’da herhangi bir değişiklik gerçekleştirmemesine rağmen hücreyi ve organizmayı doğrudan etkileyecek değişikliklere neden olmaktadır. 

Epigenetik değişikler üç çevresel etkenden etkilenirler: 

• Vücudumuza dışarıdan aldıklarımız (yiyecek, içecek, hava, toksinler)
• Yaşadıklarımız (stres, travmalar)
• Ne kadar uzun yaşadığımız

Doğrudan DNA değişimleri yapan, en bilinen ve en işlevsel mekanizma ise DNA metilasyonudur. Metil gruplarının DNA’ya kovalent olarak bağlanmasıyla oluşurlar.
Beslenmenin baba ve oğulda yaptığı alakalı epigenetik değişmeyi gerçek bir hikaye ile açıklayayım. 

Overkalix İsveç’in kuzeyinde 20. yüzyıla kadar dünyadan soyutlanmış bir yerleşim yeri idi. Buraya ne araba yolu ne de tren yolu vardı. Kışları ise Baltık denizi donduğu için ulaşılması imkânsızlaşıyordu. Bu nedenle ne zaman ki o sonbahardaki hasat kötü olur o zaman çocuklar açlıkla karşı karşıya kalırdı. Tam tersine ne zaman hasat iyi olduğunda çocuklar tıka basa beslenirdi. İsveçli bilim adamları bu şehir üzerinde araştırma yapmaya karar verdiler. Ve inanılmaz bir arşivle karşılaştılar. Araştırmacılar, Overkalix’in 1799 yılına kadar giden hasat ve çocukların sağlık verilerinin korelasyonlarına baktılar ve şaşırtıcı sonuçlarla karşılaştılar. Ergenliklerinden bir kaç yıl önce (9-12 yas arası) doyana kadar yyiyemeyen erkek çocukların oğullarının, yetişkinliklerinde ortalamaya göre daha az kalp hastalıkları oldukları görüldü. Bununla beraber ergenliklerinden önce haddinden fazla yiyen çocukların erkek torunlarında çok fazla seker hastalığı görüldü. Bilim adamları bunu ergenlik öncesi erkeklerin yediklerinin epigenetik düğmeleri yeniden programladığını ve sperm yapımını kontrol ettiğini tahmin ettiklerini açıkladılar.
Demek ki neymiş: sadece DNA’daki değişiklikler değilmiş esas olan. Çevrenin de DNA’daki metilasyonun etkisi çokmuş.
Hadi bir tane bilimsel örnek daha… 

Amerika’da önceleri çok yaygın olarak kullanılan ve çevresel bir zehir olan Vinclozin isimli mantar ilacı, endokrin sisteminin düzeni bozar ve testosteron (erkeklik hormonu) üretimini engeller. Yapılan fare deneylerinde: geç hamilelik zamanında ciddi dozlarda vinclozine mazur kalmış anne farelerin erkek çocuklarının kusurlu er bezleri olduğu ve normalden çok daha düşük üretkenlikleri oldukları görülmüştür. İşin en can alıcı tarafı bu problemlerin, zehirlenin annenin bundan sonraki dört nesil erkek soyunda da görülmesidir. 

“Aman.. Biliyoruz zaten yediklerimiz içtiklerimiz soluduklarımız hep hasta ediyor” diyebilirsiniz. Hep ayni terane değil mi? Değil! Kendinize yaptıklarınız sizle bitse iyi… Sadece sizi değil kalıtsal olarak çocuğunuzu da hasta edebilir. Çocuğunuzun çocuğunu hasta edebilir. Dört nesil seker hastası olabilir soylarınız mesela.
Simdi soldaki resme dikkatlice bakmanızı istiyorum. Bu iki fare genetik kod olarak tamamen ayni. İkisi de neredeyse bir yaşında ve ikisi de dişi. İkisi arasındaki fark epigenetik değişimden kaynaklanıyor. Soldaki farenin annesi normal fare diyeti ile beslenmiş. Sağdaki farenin annesi ise içinde bir çeşit soya urunu olan jenistein (bir çeşit östrojen) ile beslenmiş. Jenisteinli besinler DNA metilasyonunu tetiklerler. Bu soya diyetiyle beslenen hamile farelerin daha ince, sağlıklı ve uzun yaşadıkları tespit edilmiştir. O farenin yavrusunun da hem renk (sağdaki koyu kahverengi) olarak hem de sağlık olarak normal diyetle beslenen annenin yavrusundan (soldaki sarı olan) çok daha farklı olduğu görülmüştür. İki fare arasındaki renk farklılığı ise DNA metilasyonu bazı genleri açıp kapatmış olabilir şeklindeki bir spekülasyonla açıklanmıştır. 

Daha durun bitmedi. Mount Sinai Tıp Fakültesi’nde Dr. Eric Nestler’in laboratuarında yapılan çalışmalar, stres ve travmanın epigenetik değişliklere yol açtığı gösterilmiştir. Söyle ki: 10 gün boyunca bir kafese koyulan küçük fareye aynı kafesteki büyük farenin her gün beş dakika saldırması sağlanıyor. Bu küçük fareler inanılmaz bir strese maruz kalıyorlar. 10. günün sonunda küçük farelerin 2/3’ü depresyon, kaygı, korku ve travma sonrası stres belirtileri gösteriyor. Sonra bu acayip stresli fareler normal musmutlu dişi farelerle çiftleştiriliyor. Sonuç inanılmaz. Bu farelerin yavruları büyüdüklerinde sosyal streslere aşırı tepki veren, inanılmaz heyecanlı ve endişeli olan, şekerli suyu bile içemeyecek kadar depresyonlu olan fareler haline geliyorlar. DNA’da herhangi bir mutasyon yok ama sosyal stresler canlıyı değiştiriyor.
Bu örnekler sayfalarca sayfalarca devam ettirilebilir. O nedenle burada kesiyorum. Siz anladınız zaten değil mi gençler? Demem şu ki siz siz olun:

• Mümkün olduğu kadar sağlıklı düzenli ve dengeli beslenin
• Sigara ve uyuşturucudan uzak durun. 
• Alkolün fazlasından uzak durun. 
• Kendinizi zehirleyecek toksinlerden uzak durun (tarım ilaçları mesela), 
• Stresten sinirden aşırı üzüntüden uzak durun. 
• Egzersiz yapın

Daha sağlıklı gelecek nesiller için kendi genlerimizi ve yavrularımızın genlerini elimizden geldiği kadar koruyalım.  Şart! 

Deniz B. Temel

Kaynaklar: 

1. http://healthletter.mayoclinic.com/editorial/editorial.cfm/i/249/t/Understanding%20epigenetics/ 
2. http://www.nytimes.com/2012/09/09/opinion/sunday/why-fathers-really-matter.html?pagewanted=all&_r=0
   3. http://en.wikipedia.org/wiki/Epigenetics
3. An integrative analysis reveals coordinated reprogramming of the epigenome and the transcriptome in human skeletal muscle after training

   Maléne E Lindholm , Francesco Marabita , David Gomez-Cabrero , Helene Rundqvist , Tomas J Ekström , Jesper Tegnér , Carl Johan Sundberg
   Epigenetics 
   Vol. 9, Iss. 12, 2014