19/9/08

«23andMe». Και μετά τι;


Οι ισορροπίες μεταβλήθηκαν μέσα σε πέντε - έξι χρόνια. Εκεί που ορκιζόμασταν στην υπεροχή του DNA ως αδιαφιλονίκητου πρωταγωνιστή στο θεατρικό έργο που λέγεται “κυτταρική μηχανή”, η οπτική γωνία άλλαξε. Όλο και πιο συχνά, το επιστημονικό κοινό του τοποθετεί το DNA σε ρόλο αν όχι κομπάρσου τουλάχιστον συμπρωταγωνιστή. Η εκτόπιση ενός πρώτου ονόματος επί σκηνής για πάνω από πενήντα χρόνια, ήρθε από μια σειρά δεδομένων ενός καινούργιου παρακλαδιού της βιολογίας, της επιγενετικής. Το πιστεύω της; Τα γονίδια δεν αρκούν για να εξηγήσουν πώς ένας οργανισμός χτίζεται ή πώς θα εξελιχθεί μέσα στη ζωή του. Λίγο πιο επιστημονικά, η επιγενετική μελετάει τη σημασία των «μη κλασσικών» κληρονομικών αλλαγών στην λειτουργία των γονιδίων: αυτών δηλαδή που δεν προέρχονται από κάποια αλλοίωση της αλληλουχίας του DNA.

Να σας δώσω δυο διευκρινιστικά παραδείγματα.

Έχω δυο πολύ καλές φίλες, τη Βάσω και την Κατερίνα, πραγματικές δίδυμες. Η μία είναι στη κυριολεξία ο κλώνος της άλλης. Πάντα επιδίωκαν την διαφοροποίηση μεταξύ τους και την προσωπική αναγνώριση. Στα δέκα χρόνια που τις ξέρω, το έχουν καταφέρει. Παρόλη την αδιαμφισβήτητη ομοιότητα τους (!), δεν μοιάζουν τόσο πλέον. Ξεκίνησαν τη ζωή τους, και θα την τελειώσουν, με την ίδια γενετική κληρονομιά. Με το πέρασμα του χρόνου θα βρεθούν αντιμέτωπες με διαφορετικό περιβάλλον που δεν θα επιδράσει με τον ίδιο τρόπο στην κάθε μια τους, σε επίπεδο εμφάνισης, συμπεριφοράς, ευπάθειας σε νόσους. Οι φίλες μου είναι δηλαδή ίδιες γενετικά και ανόμοιες επιγενετικά.

Πάμε στα κύτταρά μας. Α priori, καθένα από αυτά έχει το προσωπικό μας γονιδιακό φορτίο. Το μεταφέρει ανέπαφο κατά τις κυτταρικές διαιρέσεις και είναι ίδιο για όλα τα κύτταρα του σώματός μας. Πού εστιάζεται λοιπόν η διαφορά μεταξύ π.χ. ενός λεμφοκυττάρου και ενός κυττάρου του δέρματος; Πώς ενώ έχουν το ίδιο γενετικό υλικό, ορισμένα γονίδια ενεργοποιούνται σε συγκεκριμένα κύτταρα και παραμένουν αποσιωπημένα σ’ άλλα, έτσι ώστε να έχουμε διαφορετικές λειτουργίες ανά τύπο κυττάρου; Σίγουρα όχι στα γονίδια, αυτά καθ’ αυτά, αλλά σε παράγοντες που θα καθορίσουν το πως θα «διαβαστεί» το DNA. Αυτοί είναι οι επιγενετικοί παράγοντες. Αν συγκρίνουμε το DNA με μια μουσική παρτιτούρα, το επιγενετικό στοιχείο δρα σαν τον διευθυντή ορχήστρας που ελέγχει την ερμηνεία, δηλαδή την κατάσταση «ενεργό» ή «αποσιωπημένο»(on-off) των γονιδίων. Κάτι σαν ένας επιλεκτικός διακόπτης της λειτουργίας γονιδίων με επιπλέον χαρακτηριστικό τη διαχρονική μνήμη, εφόσον η πληροφορία διατηρείται σε κάθε κυτταρική διαίρεση.

Ο πιο γνωστός και μελετημένος επιγενετικός παράγοντας είναι αυτό της μεθυλίωσης του DNA, όπου η βάση κυτοσίνη «στιγματίζεται» με την προσθήκη ενός μορίου μεθυλίου. Η μεθυλιωμένη κυτοσίνη αντιστοιχεί συνήθως σε μια μορφή «κλειστή» της χρωματίνης και στην αποσιώπηση γονιδίων ενώ τα ενεργοποιημένα γονίδια δεν είναι συνήθως μεθυλιωμένα. Το προφίλ μεθυλίωσης γονιδίων μεταφέρεται κατά την κυτταρική διαίρεση και αλλάζει κατά την διάρκεια της ζωής. Οι δίδυμες φίλες μου έχουν έτσι διαφορετικά «σημαδεμένο» DNA και όσο προχωράνε σε ηλικία τόσο μεγαλύτερη διαφοροποίηση θα έχουν. Είναι το λεγόμενο «epigenetic drift» που παρατηρείται με την ηλικία.

Άλλος σημαντικός παράγοντας είναι αυτός της τρισδιαστατής δομής του DNA. Στην διαδικασία συμπίεσης του DNA στον πυρήνα, η διπλή έλικα τυλίγεται γύρω από «πρωτεϊνικές χάνδρες» (οι ιστόνες), και κατόπιν τυλίγονται περαιτέρω για να δημιουργήσουν μια συμπιεσμένη τρισδιάστατη δομή, την χρωματίνη. Περιοχές πιο συμπιεσμένες θα επιτρέπουν λιγότερη πρόσβαση στο οπλοστάσιο μεταγραφής. Αντίθετα πιο «ανοικτές» περιοχές θα είναι πιο προσπελάσιμες. Ο βαθμός συμπίεσης καθορίζεται όχι μόνο από ποιες «χάντρες» χρησιμοποιούνται αλλά και από τις αλλοιώσεις που μπορούν να υποστούν με την προσθήκη ή την αφαίρεση μικρών χημικών μορίων ακόμα και μεγαλύτερων πρωτεϊνικών ομάδων. Για παράδειγμα, τα γονίδια που σχετίζονται με ακετυλιωμένες ιστόνες είναι συνήθως ενεργοποιημένα. Με άλλα λόγια, η δομή επιδρά πάνω στην επιλογή των γονιδίων που θα ενεργοποιηθούν.

Τέλος, έχουμε το RNA. Μέχρι πρότινος νομίζαμε ότι ο ρόλος του ήταν αυτός του αγγελιαφόρου της γενετικής πληροφορίας, από το DNA στον πυρήνα του κυττάρου, στα εξωπυρηνικά σημεία μετάφρασης και παραγωγής πρωτεϊνών. Τα πράγματα είναι όμως πιο σύνθετα. Δυο τύποι RNA φαίνεται να παίζουν ρόλο σε επιγενετικό επίπεδο. Είναι συγκεκριμένα μικρό RNA (siRNA "silent") αλλά και μεγάλα RNA (RNAnc “non coding”), που έχουν την δυνατότητα να ρυθμίσουν επιλεκτικά την μετάφραση ή όχι ορισμένων γονιδίων. Προέρχονται από τις τεράστιες περιοχές του DNA που είχαν χαρακτηριστεί αρχικά ως DNA σκουπίδι (“junk DNA”) επειδή ναι μεν μεταγράφονται σε RNA, αλλά δεν μεταφράζονται σε πρωτεΐνη.

Όλοι αυτοί οι μηχανισμοί διαμορφώνουν την γονιδιακή έκφραση και υποστηρίζουν «περίεργα» φαινόμενα όπως είναι η αποσιώπηση του δεύτερου Χ χρωμοσώματος στα θηλυκά θηλαστικά, ή το γονεïκό αποτύπωμα (parental imprinting) όπου η έκφραση ορισμένων γονιδίων εξαρτάται από το αν κληρονομήθηκε από τον πατέρα ή την μητέρα. Άλλα παραδείγματα είναι ο ρόλος της διατροφής της κυοφορούσας μάνας στο μελλοντικό διαβήτη του παιδιού της, η εκδήλωση της σχιζοφρένειας, η ανάπτυξη του αυτισμού ή του καρκίνου, τα οποία και τονίζουν τη σημασία της επιγενετικής πληροφορίας.

Η γενετική γεννήθηκε από την ανάγκη να εξηγηθεί η επικράτηση χαρακτηριστικών δια μέσου των γενεών. Με την επιγενετική γίνεται μια καινούρια πλαισίωση του θέματος όπου οι παράμετροι χρόνος και χώρος κάνουν την εμφάνισή τους. Έτσι, το λεπτό σύστημα ενεργοποίησης και αποσιώπησης γονιδίων, προσθέτει μια πλαστικότητα στο μέχρι πρότινος μονοδιάστατο και στατικό μόριο DNA. Είναι σαν να βασιζόμασταν πριν σ’ ένα τηλεφωνικό κατάλογο μιας πόλης για να μάθουμε γι’ αυτήν. Πληροφορίες για τον αριθμό των κατοίκων, την διεύθυνσή τους, το επάγγελμα τους είναι μεν χρήσιμες αλλά χάνουμε κάθε πληροφορία για την λειτουργία της πόλης.

Θα συνεχίσουμε να χρησιμοποιούμε το DNA σαν εργαλείο π.χ. για διάγνωση ή ταυτοποίηση προδιάθεσης σε πάθηση. Αλλά η επιγενετική προσέγγιση διαφαίνεται μοναδική σε πληροφορία για να εξηγήσει τα «ανεξήγητα» της γενετικής, τις επιπτώσεις του περιβάλλοντος ή της διατροφής στο σώμα και στην υγεία μας, ακόμα και να δώσει τις πληροφορίες για τον σχεδιασμό μιας θεραπευτικής αγωγής στα προσωπικά μέτρα του ασθενή. Αν μη τι άλλο, η επιγενετική είναι ένας χρήσιμος οδηγός για την κατανόηση της πολυπλοκότητας του έμβιου.

15/9/08

HAIKU


Ποίημα Haiku του Γιώργου Σεφέρη
και
Πίνακας του Jacques Muller
"Coucher de soleil rouge en bord de mer"

7/9/08

Από το Α, όπως Aναρχία…στο Μ, όπως Μυρμήγκι!

Eugène Delacroix, La liberté guidant le peuple, 1830

Γράμμα Α. Ειλικρινά αδυνατώ να παρακολουθήσω και να προσκολλήσω σε πολιτικές θεωρίες γενικά και σε δόγματα ειδικά. Εξάλλου, επιστήμονας και δόγμα είναι δυο έννοιες συμμετρικά αντίθετες. Όλες οι μεγάλες πολιτικές θεωρίες και τα συστήματα που τελειώνουν σε –ισμος όπως φιλελευθερισμός, συντηρητισμός, φασισμός, μαρξισμός, σοσιαλισμός, κομουνισμός, αναρχισμός, φεμινισμός ακόμα και οικολογι…σμός (αναπνεύστε) δεν μπόρεσαν να με κερδίσουν, ψυχή τε και σώματι, αν και δεν πρέπει να βάζουμε τα πάντα στο ίδιο καλάθι… Κάθε ιδεολογία με τις πολιτικές της οργανώσεις, τις ιδιαίτερες «τελετουργίες», ιεραρχίες και ιστορίες της, αλλά κυρίως με τους οπαδούς της, αφιερωμένους στη τύχη τη δικιά μου, που ο πολύς αλτρουισμός και η απόλυτη κατανόηση του σύμπαντος, τους καταντάει εγωιστές, κριτές και επικριτές των πάντων, γκρινιάρηδες, στενόμυαλους, απολιθωμένους, για να μη πω και αντικοινωνικούς …μου φαίνονταν ανέκαθεν άνευ ενδιαφέροντος, με μια μυρωδιά «ντεπασέ» να αναδύεται…θέμα γενιάς ή τρόπος σκέψης δεν ξέρω. Πάρτε μια δεύτερη ανάσα.

Ο Νietsche είχε πει στο βιβλίο του «Η αυγή των ινδαλμάτων»: « Είμαι επιφυλακτικός απέναντι σε κάθε «συστηματικοφιλές» πνεύμα και τους αποφεύγω όταν τύχει και συναντήσω κάποιο στο δρόμο. Η ανάγκη ενός συστήματος είναι μια έλλειψη εντιμότητας». Υπάρχει μια δόση αλήθειας στις προτάσεις αυτές. Την αντιλαμβάνομαι προσωπικά ως εξής: θέλει πράγματι περισσότερο κουράγιο για να μη χωρίζεις τον κόσμο ή τις ιδέες σου σε δυο στρατόπεδα (υπέρ-κατά, δικός μας-εχθρός μας κτλ…) και να ψάχνεις για μια τρίτη διάσταση...από το να είσαι στο προστατευτικό περίβλημα που προσφέρει ένα σύστημα ιδεών.

Καμιά φορά όμως συναντάς από χώρους που δεν το περιμένεις, αυτές τις μικρές σπίθες που απεγκλωβίζουν το πνεύμα. Χιουμοριστικά παραδείγματα είναι «Τα αυτιά έχουν τοίχους, και οι τοίχοι αυτιά», ή ακόμα «Τι αγαπάς στους άλλους; Τις ελπίδες μου»…Τα έχετε διαβάσει και ΄σεις στο δρόμο (1). Θυμάσαι έτσι ότι πάνω από κάθε ιδεολογικό χώρο, στην περίπτωση αυτή του αναρχισμού, παραμένει ο άνθρωπος και η δύναμη, κοινή σε όλους, που εκφράζει τα άπειρα μπορώ που φέρει μέσα του…Το Άπειρο του Αναξίμανδρου; Ίσως αυτό να εξηγεί και την γοητεία που διαχρονικά ασκεί η ιστορία του Ισπανικού Εμφυλίου, της Παρισινής Κομμούνας και της εξέγερσης της Κρόνσταντ…

Γράμμα Μ. Παραμένω στον χώρο του αναρχισμού αλλά μεταφέρομαι σε άλλες κοινωνίες…και στο ζωικό βασίλειο των μυρμηγκιών! Γιατί οι κοινωνίες τους, όπως και άλλα βιολογικά συστήματα, έχουν ένα χαρακτηριστικό ενδιαφέρον…Ζουν χωρίς κεντρικό έλεγχο. Κανείς δεν λέει ή δεν κατευθύνει κανέναν στο τι πρέπει να κάνει…και όμως όλα τα μικρά μέρη της κοινωνίας τους, οι στείρες εργάτριες, αλληλεπιδρούν για να δημιουργήσουν τη συμπεριφορά ενός συνόλου. Η ουτοπία της αναρχίας ενσαρκωμένη στο μικρόκοσμο των εντόμων; Πως γίνεται;

Ας κάνουμε μία ξενάγηση στη κοινωνία τους, ξεκινώντας από τη δημιουργία της για π.χ. ένα από τα 10 000 είδη μυρμηγκιών, αυτό που ζει στην έρημο της Αριζόνας. Κάθε χρόνο, και περιέργως, την ίδια μέρα, οι φτερωτές παρθένες βασίλισσες και τα αρσενικά θα συναντηθούν σ’ ένα γαμήλιο ταξίδι. Η κάθε βασίλισσα θα συνευρεθεί με πολλούς αρσενικούς, οι οποίοι πεθαίνουν μετά την ερωτική περίπτυξη, για να καταλήξει σε μια τρύπα στο χώμα όπου θα εναποθέσει τα αυγά της. Χωνεύοντας το δικό της λίπος, θα θρέψει την πρώτη φουρνιά εργατριών που όταν θα έρθουν σε ωριμότητα θα βγουν απ’ την φωλιά για αναζήτηση τροφής και ο κύκλος ανάπτυξης της κοινωνίας τους αρχίζει…Το σπέρμα που συνέλεξε η βασίλισσα είναι αρκετό για τα επόμενα …15 με 20 χρόνια, οπότε και πεθαίνει. Κάθε κοινωνία φτάνει μέχρι και 10 000 άτομα, 20 μέτρα κάτω από τη γη και μόνο όταν πλησιάζει στο τέλος της ανάπτυξής της στέλνει προς τα έξω καινούργιες παρθένες και αρσενικά μυρμήγκια. «Τα μυρμήγκια δεν κάνουν περισσότερα μυρμήγκια»αλλά μια «αποικία κάνει περισσότερες αποικίες».

Πώς προσαρμόζονται στις συνθήκες που προκύπτουν όπως για παράδειγμα, μια δυνατή βροχή που απαιτεί περισσότερες δυνάμεις οδοκαθαρισμού…ή μάννα εξ’ ουρανού που θα κινητοποιήσει παραπάνω τροφοσυλλέκτριες; Τέσσερις εργατικές δυνάμεις στηρίζουν την αποικία: οι δυνάμεις «περιπολίας» για ασφάλεια του έξω κόσμου, οι οποίες εξασφαλίζουν το δρόμο για τις «τροφοσυλλέκτριες», οι «νοικοκυρές- καθαρίστριες» του οίκου και οι «ρακοσυλλέκτριες» εργάτριες που φτιάχνουν σορούς απορριμμάτων, τα σημαδεύουν με χημικά που εκκρίνουν και τα πηγαινοφέρνουν μες στην περιοχή της φωλιάς. Μόνο τα γηραιότερα μέλη βρίσκονται εκτός, σε αποστολή χωρίς επιστροφή στη φωλιά. Αντιπροσωπεύουν το 25% του εργατικού δυναμικού. Υπάρχει και ένα 50% του συνόλου που δίνει την εντύπωση ότι δεν κάνει τίποτα απολύτως. Πράγματι, γιατί λειτουργούν σαν ενδιάμεσο ανάμεσα στο έξω και το μέσα της φωλιάς, εφεδρική δύναμη για τις εξωτερικές εργάτριες. Είναι αξιοσημείωτο ότι η σχέση μεταξύ των εργατικών δυνάμεων είναι συνεργατική εφόσον οι εργασίες αλληλο-καλύπτονται αν και όλες οι μεταθέσεις δεν επιτρέπονται. Για παράδειγμα, μια νοικοκυρά δεν θα γίνει ποτέ ρακοσυλλέκτρια… Και φαίνεται πως κάθε εργάτρια αποφασίζει κάθε στιγμή το τι θα κάνει…

Πού είναι η λύση του μυστηρίου της οργάνωσης τους; Αποκλείεται η βασίλισσα να στέλνει χημικά σήματα για να οργανώνει τους υπηκόους της…η ταχύτητα απόκρισης στις αλλαγές που προκύπτουν στη φωλιά είναι πολύ μεγάλη για να το δικαιολογεί. Ούτε είναι η όραση, τα μυρμήγκια δεν βλέπουν, αν και ξεχωρίζουν τη νύχτα με τη μέρα. Η αίσθηση τους είναι η μυρωδιά και χρησιμοποιούν τις κεραίες τους γι’ αυτό το σκοπό. Τα σώματα τους πράγματι είναι καλυμμένα με απλούς υδατάνθρακες, ώστε μια αποικία να ξεχωρίζει από την άλλη, αλλά και ένας τύπος εργάτριας από τον άλλον. Δεν φτάνει όμως αυτό.

Η παραπάνω διάσταση έχει να κάνει με την εξής παρατήρηση. Όσο γηραιότερη (έως 20 έτη) είναι μια αποικία, τόσο πιο σταθερή είναι η κατανομή των εργασιών. Όμως τα μυρμήγκια ζουν ένα χρόνο, οπότε δεν έχουμε να κάνουμε με μια ιστορία «σοφίας» που αναπτύσσεται σταδιακά και ωριμάζει η κοινωνία…Η διαφορά μεταξύ της νέας και παλαιάς αποικίας είναι στον αριθμό των μελών της. Έτσι, στην «ελεύθερη» κοινωνία των μυρμηγκιών, τo κλειδί στην ανάληψη των διαφόρων ρόλων/ εργασιών βρίσκεται στην συχνότητα των αλληλο-αναγνωρίσεων των μελών της κάθε εργατικής ομάδας. Κάθε πότε μια καθαρίστρια-νοικοκυρά θα συναντήσει μια εργάτρια της περιπολίας, μια τροφοσυλλέκτρια ή μια ρακοσυλλέκτρια; Ο ρυθμός αυτός μπορεί και αλλάζει με τις αλλαγές στις εξωτερικές συνθήκες της φωλιάς, και είναι αυτός που θα καθορίσει αν η συγκεκριμένη νοικοκυρά θα γίνει τελικά της περιπολίας, τροφοσυλλέκτρια ή ρακοσυλλέκτρια ή ακόμα θα παραμείνει ως έχει.

Ίσως να υπερέβαλλα βλέποντας κάτι κοινό μεταξύ της αναρχίας και της κοινωνίας των μυρμηγκιών. Θα με συγχωρέσετε αν το δείτε με χιούμορ τόσο που θα με αφήσετε να πάω το αστείο ένα βήμα πιο πέρα και να δηλώσω όχι «Το Αιγαίο ανήκει στα ψάρια του» αλλά «Τα μυρμήγκια στην … Αναρχία;;;»


1) Γιώργος Α. Πεπονής, Οι τοίχοι ανήκουν στο πλήθος, Εκδ. Το ποντίκι, 2008.
2) F. Nietzsche, Le crépuscule des idoles, Livre de Poche, 2002, trad. Henri Albert.
3) Τα στοιχεία για τα μυρμήγκια προέρχονται από την ομιλία στο TED της Deborah Gordon,
http://www.ted.com/index.php/talks/deborah_gordon_digs_ants.html