RNA gir nytt liv til teorien om arv av ervervede egenskaper

Jean-Baptiste Lamarcks forlokkende teori om at egenskaper du erverver deg i løpet av livet vil nedarves til dine etterkommere ble dessverre raskt motbevist. Men små genetiske molekyler (ikke-kodende RNA) som tidligere ble ansett som ubrukelige deler av arvestoffet gir nytt liv til denne teorien.

Jeg har aldri vært spesielt god i fotball. Ikke var moren og faren min spesielt gode heller (selv om fattern hadde en kort karriere mellom stengene i bedriftsfotballen). Det kunne derfor vært fristende å forklare mine manglende evner i fotball med mine foreldres manglende innsats og trening på banen. Men det er dessverre ikke sånn det fungerer når egenskaper nedarves.

Lamarck trodde giraffen fikk lang hals fordi foreldrene strakk seg etter maten. (Foto: Gunnar A. Myhrer)
Lamarck trodde giraffen fikk lang hals fordi foreldrene strakk seg etter maten. (Foto: Gunnar A. Myhrer)

Ikke lenge etter du er blitt unnfanget blir det allerede bestemt hvilke gener og egenskaper du kan videreføre til dine barn. Kjønnscellene dannes raskt og det arvestoffet (DNA) de fylles med vil ikke bli påvirket av det du foretar deg i livet. Slik er det i hvertfall beskrevet i dagens lærebøker.

Men det trodde ikke Lamarck (han var omtrent 50 år eldre enn Charles Darwin) var overbevist om at evolusjon foregikk ved at egenskaper du ervervet deg i løpet av livet ville overføres til dine barn. Det mest brukte eksempelet på Lamarcks teori er giraffen som strekker hals for å nå blader stadig høyere oppe. Dermed vil halsen til giraffen bli litt lenger og avkommet dens vil starte sitt liv med en litt lenger hals enn foreldrene.

Lamarckismen ble raskt populær. Den representerte en tro på at hvis du gjør gode gjerninger, og hvis du trener og spiser godt, og øver masse på fotball, vil dine barn fødes som flinkere og bedre mennesker enn du var. Skuffelsen var derfor stor da forskningen senere viste at dette var feil. Skuffelsen var derfor stor da August Weismann allerede i 1889 viste at dette var feil.

Men nå er det en ny spiller på banen som kan gi Lamarck et comeback: RNA-molekylet. Små ikke-kodende RNA-molekyler for å være presis. Slike små RNA-molekyler kopieres fra områder av DNA, som avskrift fra en kokebok, og brukes til å regulere aktiviteten til gener. Men de kan også produseres fra fremmed arvestoff som har kommet inn i cellen, da gjerne i form av virusangrep. Mange av disse RNA-molekylene produseres fra det som tradisjonelt har blitt omtalt som søppel-DNA, et begrep som igjen skaper heftig debatt blant forskere.

Men hva har små RNA-molekyler med mine manglende fotballegenskaper å gjøre?

Flere studier peker nå mot at slike RNA-molekyler kan nedarves fra foreldre til avkom. Dette bryter altså med det klassiske synet på arv som sier at vi kun arver egenskaper som finnes i DNA.

Rundormen Caenorhabditis elegans. (Foto: Wikimedia commons)
Rundormen Caenorhabditis elegans. (Foto: Wikimedia commons)

En studie på mus har vist at slike små RNA-molekyler kan overføres fra foreldre til avkom og gi hvite haletipper hos avkommet, på tross av at gener for hvite haletipper ikke finnes i DNA-et til avkommet. Men kanskje mest spennende er en studie gjort på arv av virusresistens gjennom slike RNA-molekyler hos rundormen C. elegans.

Virus angriper ved å sprøyte sitt eget arvestoff inn i offerets celler. Men rundormen er spesielt dyktig til å forsvare seg mot slike virusangrep. Den produserer små RNA-molekyler fra virusets arvestoff, og bruker disse til å hindre at virusets gener får virke. Den bruker fiendens kode mot den selv. Men rundormen vil også beholde RNA-molekylene og dermed være resistent mot senere angrep. Det spesielle i denne studien var at disse molekylene ble nedarvet til avkommet og gav også disse resistens, selv om de aldri hadde vært i kontakt med viruset. Og denne immuniteten vedvarte i mer enn 100 generasjoner!

Det blir som at du slipper å ta BCG-sprøyta fordi tipp-oldemoren din tok den. Dette hadde vært musikk i ørene til Lamarck.

Vi vet nå at ytre faktorer kan gi arvelig endring av genuttrykk. Slike epigenetiske faktorer bidrar for eksempel til at eneggede tvillinger ikke blir helt like, og til at tvangsfordede mus får avkom som også blir overvektige. Små RNA-molekyler føyer seg inn i denne rekken og bekrefter at arvestoffet vårt er utrolig mye mer enn bare genene. Og viser også at evolusjonen kanskje har flere strenger å spille på enn vi har trodd til nå.

Så selv om det er langt fra rundormer til mennesker kan jeg ikke unngå å tenke at faren min skulle øvd litt mer på frispark neste gang jeg måker ballen fire meter over tverrliggeren.

Referanser:

Rechavi, O. et al. 2011. Transgenerational Inheritance of an Acquired Small RNA-Based Antiviral Response in C. elegans. Cell 147:6.

Rassoulzadegan, M. et al. 2006. RNA-mediated non-mendelian inheritance of an epigenetic change in the mouse. Nature 441:7092.