Epigenetik Nedir? Babalar, Genetik Olmayan Kalıtımda Sandığımızdan Büyük Role Sahip Olabilir!

Freudcu bir yaklaşımla anneler, sıklıkla, çocuklarının doğum öncesi nedenlerden kaynaklı sağlık sorunları için "sorumlu tutulma" yükünü taşımak zorundaydı. Nitekim, doğası gereği, bebeklerdeki anomaliler direkt olarak annelerin çevresel koşullarından kaynaklı olarak ortaya çıkabilir. Fetüsü taşıyan ve besleyen anne olduğu için, fetüsün sağlığını direkt etkileyecek pek çok "anasal kaynaklı durum"dan söz edebiliriz. Fakat, erkeklerin epigenetik yollarla yavruya özellikle oğullarına aktardıkları anomalilere bakarsak, babaların rolü epeyce önemli gibi görünüyor.

Babalar çevresel deneyimlerini sperm ve semen ilişkili epigenetik düzenlemelerle çocuklarına aktarabiliyor. Yani bir kez daha uzun yıllar süre gelmiş biyolojik babalık kavramı, yalnızca kazanan spermin DNA’sını fetüse aktarmasından öteye geçiyor.

Son yıllarda giderek artan sayıda araştırma gösteriyor ki, bizi biz yapan bütün biyolojik özelliklerimiz aslında sadece genlerimizle kalıtılmıyor. Epigenetik bilimine göre DNA’ların dışında da kalıtımsal rolü olan mekanizmalar var.

Epigenetik mekanizmalar aracılığıyla ebeveynler yaşadıkları çevrenin etkilerini çocuklarına ve hatta birkaç kuşak sonraki torunlarına bile aktarabilir. Epigenetik mekanizmaların detayları bu yazının konusu olmasa da en iyi bileneninden bahsetmeden olmaz: DNA metilasyonu yani DNA'ya bir kimyasal olan metilin eklenmesi. DNA’nın metilasyonu genlerin baskılanmasına ve ilgili genin ifadesinin değişmesine neden olur; histon asetilasyonu da genlerin geri aktive olmasını sağlar.

Bu mekanizmalar aracılığıyla gen ifadesinin değişmesi direkt olarak çevresel şartlardan etkilenir ve bireyin DNA dizisi, yani genomu değişmese de epigenomu değişebilir. Genomu tamamen aynı olan tek yumurta ikizlerine bakıldığında epigenetik profillerinin oldukça farklı olması aslında bu mekanizmaların sanıldığından daha aktif olduğunu ve dahası kalıtımda etkili olabileceğini gösteriyor.

Aslında epigenetik olaylar dizisi özellikle, embriyogenez (yani embriyoda organ farklılaşmalarının biçimlendiği dönem) ve erken gelişim sürecinde önemli bir rol oynar. Dolayısıyla, bu süreçte ebeveynde oluşacak bir epigenetik arıza yavruda olumsuz etkilerin birçok çeşidiyle sonuçlanabilir. Fakat asıl ilginç olan ebeveynlerin yetişkinlik döneminde çocuk sahibi olmadan çok önceki deneyimlerinin etkileri de yavrularına kalıtılabilir.

Çevremizi saran dış dünya, yediklerimiz, zehirli bileşenler, kanserojenler ve günden güne artan daha pek çok dış etkenin hücresel düzeyde büyük etkileri var. Sigara içme alışkanlığı, alkol tüketimi, fiziksel aktivite, obezite, psikolojik veya fiziksel stres, travma, bulaşıcı hastalıklar, çevre kirliliği, gece vardiyası ve sayısız diğer çevresel faktörler epigenomlarımızı değiştirebilir.

Babaların belirli çevresel etkenlere maruz kalma oranı ile çocuklarında gözlenen bazı hastalıkların ortaya çıkma olasılığı oldukça ilişkilidir. Bunlara birkaç yaygın gözlenen örnek vermek gerekirse; obezite, şizofreni ve otizm sayılabilir. Çalışmaların çoğu babanın besin alışkanlıklarına odaklanır. Örneğin farelerde yapılan araştırmalara göre babaların alkol alma alışkanlıkları ile oğullarının alkole olan hassasiyeti ve tercih etme olasılığı epigenetik bağlantılarla ilişkili veya babanın yeme alışkanlıkları hamilelikte ortaya çıkabilecek negatif sorunlarla ilişkilidir.

Bulgular insanlarda vücut yağ yüzdesinin sperm içerisindeki kalıtsal bilgileri epigenetik üzerinden etkilediğini ortaya koyuyor. Araştırmacılar zayıf ve obez erkeklerin sperm hücrelerinin farklı epigenetik işaretlere sahip olduğunu keşfetti. Gen ifadelerinin en çarpıcı değişimi, iştah kontrolü ile ilişkili bölgelerde meydana geliyor. Obez babaların çocukları daha iştahlı ve doyma duygusu zayıf olarak dünyaya gelebiliyor.

Bu bulgular, obez babaların çocuklarının neden obeziteye yatkın oldukları konusunda potansiyel yeni bir biyolojik açıklama sunmaktadır. İnsanlarda en çok gözlenen anomali obez babaların, obez olmasa bile kan şekeri ve diyabet sorunu olan çocuklara sahip olması. Bu anlamda yapılan soy ağacı çalışmaları sadece babalar değil, dedenin besinsel ortamının bile etkili olduğu konusunda ortaya büyük kanıtlar koymaktadır. Yalnızca besin ortamı değil, babaların sigara içme alışkanlığı da çocuklarda obeziteyi tetikleyen bir etken.

Öte yandan yine farelerden gelen sonuçlara göre, babaların çiftleşme öncesinde kalori alımını kısıtlamak, yavruların metabolik işlevlerinde değişikliğe yol açabilir. Yani ekstrem beslenme alışkanlıkları her iki yönde de epigenom üzerinde etkili olabiliyor, azı da çoğu da zarar! Almanya’da bulunan Max Planck Epigenetik Enstitüsü bu kez DNA metilasyonu gözlenmeyen sineklerle yapılan çalışmalarda, yavrularda obezite riskinin başka ama henüz bilinmeyen epigenetik mekanizmalarla, babanın besin ortamından kaynaklı olduğunu gösterdi. Yani henüz bilmediğimiz epigenetik mekanizmalar nedeniyle babalar sanılandan daha fazla çevresel bilgiyi pozitif veya negatif etkilerle çocuklarına aktarıyor olabilir.

Uyuşturucu veya uyarıcı maddelerin kullanımının epigenoma daha hızlı etki ettiği ve çocuklara aktarıldığını gösteren pekçok çalışma mevcut. Örneğin, betel fıstığı çiğneme alışkanlığı olan Güney Doğu Asya ve Polinezya toplumlarında, betel fıstığının alım süresi ve miktarı, çocukların metabolik sendromlar geliştirme riski ile pozitif yönde ilişkilidir. Farelere de hemen çiftleşme öncesinde betel fıstığı içeren besin verildiğinde yavrularında hiperglisemi ortaya çıktığı görülmüştür. Kokain kullanan babaların ise çocuklarının normal çocuklara oranla daha az hacimli beyinlere sahip olması beraberinde pek çok öğrenme bozukluğuna yol acar.

Babaların yedikleri ve içtiklerinin çocuklarda obezite ve diyabet dışında zihinsel aktivitelerinde etkilediğini gösteren araştırmalar var. Folik asit ve bazı vitaminlerin eksik alınması çocuklarda öğrenme ve nöral fonksiyonlarda bozulmaya neden oluyor. Yani çocuklarınıza bol bol balık yedirmenin bir öteki yararı da gelecekteki torunlarınızın sağlığını olumlu etkilemek olabilir.

Çocukları epigenetik yoldan en çok etkileyen durum ise alkol kullanımı. Alkol sorunu olan babaların çocuklarında, çocuklar biyolojik babalarıyla büyümeseler bile, yüksek oranda hiperaktivite ve bilişsel performanslarında azalma tespit edilmiştir. Buda çocukların psikolojik açıdan daha sağlıklı bir ortamda büyüseler bile epigenomlarındaki hasarın biyolojik babalarından kalıtılmış olduğuna işarettir. Aslında, durumu fareler üzerinde araştıran çalışmalar, baba farelerin alkole maruz bırakılmasıyla yavrularında fiziksel olarak zayıf doğma, yüksek ölüm oranı, bağışıklık sistemi zayıflığı, davranışsal anomaliler, agresiflik, risk alma ve anksiyete bozuklukları gibi pek çok etki gözlenmiştir.

Babanın psikolojik stres şartlarının çocuklarda ki dışavurumu ise özellikle insanlar üzerinde çok araştırılmış. Profesör Yehuda, travmatik deneyimlere maruz kalan Holokost savaş gazilerinin çocuklarında, diğer yetişkinlere kıyasla daha yüksek oranda travma sonrası stres bozukluğu, depresyon ve yüksek tansiyon sorunları gözlenmesini epigenetik kalıtımla ilişkilendirir. Savaş sırasında stres altındaki ebeveynlerde değişen hormonal düzenin çocuklarının yetişkinlik döneminde, artık benzer stres koşullarını hiçbir şekilde deneyimlememelerine rağmen, depresyon ve anksiyete nedeninin epigenetik olarak kalıtılan düzensiz hormonal aktiviteler olduğunu gözledi. Yine farelerde yapılan bir çalışmaya göre fiziksel olarak daha çok strese maruz bırakılan babaların yavrularının daha agresif olması savaş gazilerinde gözlenen bu durumu kanıtlar nitelikte.

İlginç bir başka çalışma ise korkunun epigenetik yolla kalıtılması. Atlanta’da yapılan bir çalışmada baba farelere klasik koşullanma yoluyla badem kokusundan korkmaları öğretildi. Her seferinde badem gibi kokan kimyasalı koklattıktan sonra elektrik ile şok verilen fareler bir süre sonra bu kokudan korkmaya başladı. İlginç olan ise, bu farelerin yavrularının doğduktan sonra hiçbir şekilde benzer bir muamele görmemesine rağmen badem kokusuna korkuyla tepki vermeleri oldu. Aslında bu çalışma, yukarıda sayılan tüm olumsuz etkilerin aksine babanın yavruyu gelecek çevresel risklere karşı korumak adına bu bilgiyi epigenetik yolla aktarmış olduğunu akla getiriyor. Bu tip çalışmalar henüz çok yeni fakat öğrenmeyle elde edilmiş risk bilgisinin çocuğa aktarılması evrimsel açıdan epigenetik mekanizmaların neden ortaya çıktığına ışık tutacaktır.

PubMed veritabanına göre, bugüne kadar "epigenetik" ile ilgili yaklaşık 50.000 çalışma yayınlandı ve bunlardan yaklaşık 20.000 tanesi yalnızca 2013'ten bu yana yayınlanan çalışmalardır. Bu çalışmaların büyük çoğunluğu klinik araştırmaları içeriyor. Dolayısıyla şimdiden bulunan sonuçlar özellikle biz insanların da içinde bulunduğu memeliler grubunda epigenetiğin sağlık üzerinde büyük rol oynayabildiğini kanıtladı. Fakat evrimsel bakış açısıyla incelendiğinde akla gelen soru, yavrunun hayatta kalma ve üreme başarısını olumsuz etkileyen bu özellikleri aktaran bir mekanizmanın neden evrimleşmiş olduğudur. Potansiyel cevaplar yavrularını badem kokusuyla gelen elektrik şokuna maruz kalmaktan kurtarmaya çalışan babalarda gizli olabilir. Bu konuyu doğrulayan bir çalışmayı buradan görebilirsiniz.

Epigenetik ile ilgili tüm yazılarımızı buradan görebilirsiniz.