Neurotiede: onko tiedon periytyminen mahdollista?

17 marraskuu, 2020
Hiljattain julkaistussa tutkimuksessa tarkastellaan tiedon periytymisen mahdollisuutta. Tutkimuksen tulokset ovat aiheuttaneet Weismannin teorian kyseenalaistamisen. Jatka lukemista!

Tel Avivin yliopiston hiljattain julkaisema tutkimus on kyseenalaistanut yhden biologian perimmäisen periaatteen: Weismannin teorian. Tämä tutkimus on vasta ensimmäinen askel kohti lisätutkimuksia liittyen siihen, onko tiedon periytyminen mahdollista.

George S. Wise Faculty of Life Sciences -neurobiologiaosaston Oded Rechavin johtama tutkimustiimi on löytänyt yhdessä Sagol-neurotiedekoulun kanssa sellaisen mekanismin RNA:ssa, joka mahdollistaa hermoston ympäristöön reagoimisen periytymisen. Tämä opittu reaktio vaikuttaa siten lapsen käytökseen.

Kokeilu julkaistiin 6. kesäkuuta 2019. Tutkimus tehtiin caenorhabditis elegans –sukkulamatojen avullaTutkijat pystyivät osoittamaan, että niiden hermostosolut voivat välittää tietoa matojen myöhemmille sukupolville.

Sukusolu ja tiedon periytymisen mahdollisuus

Vaikuttaa siltä, että tämä RNA:n säätelymekanismi mahdollistaisi elävien olentojen hermoston kommunikoinnin sukusolujen kanssa. Tämä sukuperä vaikuttaa kyseisen elävän olennon seuraavien sukupolvien käytökseen. Kyseessä on kiehtova uusi havainto.

Käytännössä katsoen jos tämä tutkimus osoittautuu todeksi, voi hermostollamme olla vaikutus siihen, mitä jälkeläisemme tietävät. Tämä löydös olisi täysin Weismannin teorian vastainen. Vaikka kyseessä onkin yksi yleisimmin hyväksytyistä biologisista periaatteista, epäilevät monet asiantuntijat sen paikkansapitävyyttä.

Weismannin teoria

Tässä teoriassa väitetään, että ihmisen perimät ominaisuudet sijaitsevat soluissa ja solukeskuksessa. Siinä väitetään myös, että ne eivät voi mitenkään siirtyä eteenpäin tuleville sukupolville. Weismannin mukaan kyseessä on este, joka erottaa somaattiset solut ja sukusolut (munasolut ja siemenneste) toisistaan.

August Weismann oli saksalainen biologi ja geneetikko. Hän esitteli perinnölliseen tietoon tai sukusolujen perinnöllisyyteen liittyvät löydöksensä vuonna 1892 julkaistussa kirjassa.

Hänen teoriansa mukaan ympäristön sukusoluihin aiheuttamat muutokset vaikuttavat lapsiin siirtyviin geeneihin vain, mikäli ne tapahtuvat sukusoluplasmassa. Näin ei kuitenkaan käy, jos muutokset tapahtuvat solun solukeskuksessa.

Jotkut asiantuntijat ovat väittäneet, että somaattinen sukusolueste ei toimi tällä tavoin. Tätä teoriaa on kuitenkin käytetty useimmiten perustana sen ajatuksen hylkäämiseen, että saadut ominaisuudet voivat periytyä.

Tuore tutkimus

Hiljattain julkaistu tutkimus on vaikeuttanut Weismannin teorian asemaa. Tutkijat käyttivät edistyksellisimpiä järjestelmiä. Luodakseen muutoksia geeneihin tai mutanttialleeleihin, tutkijat käyttivät CRISPR-Cas9 -geenejä muokkaavaa apuvälinettä. He käyttivät myös GECI-kalsiumkuvaa sekä kodifioitua kalsiumindikaattoria (GCaMP2).

Sen tehdäkseen he loivat matoja, jotka tuottivat endo-siRNA -molekyylejä, jotka olivat riippuvaisia RDE-4 -hermosolusta vain hermosoluissa. Tavoitteena oli ymmärtää snRNA:n (pieni tumassa esiintyvä RNA) perinnöllisiä vaikutuksia. Kalsiumkuva mahdollisti hermosolujen aktiivisuuden tarkkailemisen optogenetiikkajärjestelmän avulla.

Tiedon periytyminen rna:ssa.

Tiedon periytyminen: kuinka se tapahtuu

Tutkimuksessa todettiin, että hermosoluissa oleva snRNA säätelee sukusolujen geenejä ja voi vaikuttaa tulevien sukupolvien käytökseen. Kyseessä oleva mekanismi hallitsee tämän geenin ilmaisemista sukusolussa useiden sukupolvien ajan.

RDE-4 -hermosolu voi siis hallita kemotaksista ainakin kolmen sukupolven ajan. Tämä tapahtuu HRDE-1 -argonautin välityksellä, jota löytyy vain sukusolusta.

Tutkimus avaa ovet uusille lisätutkimuksille

Tutkimuksessa todetaan, että hermostossa olevien solujen ja sukusolujen on mahdollista keskustella keskenään. Se mahdollistaa saamamme tiedon periytymisen seuraaville sukupolville.

Tämä tutkimus on muuttanut suuresti kyseisen prosessin ymmärtämistä. Sillä on myös valtavat vaikutukset siihen, mitä tiedämme genetiikasta, evoluutiosta, epigenetiikasta sekä tiedon periytymiskyvystä.

Lev, I., Gingold, H., & Rechavi, O. (2019). H3K9me3 is required for inheritance of small RNAs that target a unique subset of newly evolved genes. eLife, 8, e40448. doi:10.7554/eLife.40448

Rosso, Cami (2019) New Neuroscience Discovery May Disrupt Biology. Study shows that nervous system cells can transmit information to progeny. Psychology Today

Easley, C. A., Simerly, C. R., & Schatten, G. (2014). Gamete derivation from embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells or somatic cell nuclear transfer-derived embryonic stem cells: state of the art. Reproduction, fertility, and development, 27(1), 89–92. doi:10.1071/RD14317