Få dagers overspising setter spor i arvematerialet

Oppdagelsen kan være med å forklare hvorfor mange moderne mennesker får hjertesykdommer, diabetes og visse typer kreft.

Publisert
 (Foto: iStockphoto)
(Foto: iStockphoto)

Fakta:

Moderne genteknologi gir forskere mulighet for å screene hele arvemassen vår (genomet). På den måten kan de finne genmarkører som disponerer oss for bestemte sykdommer.

Med den nye teknologien har forskerne også funnet ut at livsstilen vår påvirker genene. Trening og fet mat kan for eksempel få gener til å være enten aktivert eller ikke-aktivert (åpne eller lukkede).

Det er stoffet metyl (CH3) avgjør dette. Hvis et gen har mye metyl bunnet til seg, er det skrudd av.

Fakta:

Forskning på gener som skrus av og på, kalles epigenetikk.

Fortsatt vet vi lite om hvorvidt slike endringer kan gå i arv. For eksempel vet man ikke om usunn livsstil fører til at man gir videre sykdommer til neste generasjon.

Bare dyreforsøk tyder på at epigenetiske endringer kan gå i arv: Hannrotter ble i forsøk overfôret med fett. De fikk unger med økt risiko for å få type 2-diabetes.

Fakta:

Type 2-diabetes er ikke like genetisk betinget som man hittil har trodd.

Forskere har tidligere identifisert 50 gener som kan disponere for sykdommen. Men den nye internasjonale undersøkelsen viser at genene bare kan forklare cirka 15 prosent av bakgrunnsrisikoen, når man ser bort fra livsstilsfaktorer som kosthold og fysisk aktivitet.

Om prosjektet:

I alt 70 000 testpersoner fra hele verden deltok i prosjektet hvor forskerne undersøkte en halv million gener – 50 gener fra hver testperson. Noen av testpersonene hadde normal vekt ved fødselen, mens lå i den nederste enden av skalaen.

De 50 genene forskerne undersøkte, gir anlegg for type 2-diabetes. Men det var ingen sammenheng mellom disse genene og lav fødselsvekt. Det betyr at sammenhengen mellom lav fødselsvekt og diabetes trolig skyldes livsstil og miljøpåvirkninger, ikke gener.

– Bare 2 av de 50 genene kan relateres til lav fødselsvekt, og dem kjente vi fra før, sier Allan Vaag. – Av syv gener som gir lav fødselsvekt, er det ingen nye som disponerer for type 2-diabetes. Man kan altså ikke forklare koblingen med genetikk.

Ribbe, sjokolade og saus setter seg ikke bare på sidebeina. Ny dansk forskning viser at det også etterlater spor i DNA-materialet.

– Vi oppdaget at det skjer endringer på bestemte områder av arvemassen hvis en sunn og frisk person spiser mat med 50 prosent ekstra energi, selv om det bare er noen dager, sier Allan Vaag, som er professor og overlege på endokrinologisk avdeling på Rigshospitalet i Danmark.

– Genene skrur seg rett og slett av når man har overspist, fortsetter han.

Forskere har tidligere oppdaget at trening kan aktivere genene våre, men de vet fortsatt ikke hvorfor arvematerialet reagerer slik på ytre påvirkninger.

I den nye studien nærmer Allan Vaag og kollegene seg et svar. Det skjer kanskje for å beskytte kroppen mot ytre trusler, viser forsøket.

Lav fødselsvekt gir ufleksible gener

Ett gen, en egenskap. Den tanken er i ferd med å bli helt utdatert, etter hvert som vi ser hvordan arvematerialet vårt påvirker seg selv på utallige forskjellige måter. (Foto: (Bilde: Istockphoto))
Ett gen, en egenskap. Den tanken er i ferd med å bli helt utdatert, etter hvert som vi ser hvordan arvematerialet vårt påvirker seg selv på utallige forskjellige måter. (Foto: (Bilde: Istockphoto))

Forskerne fikk 46 voksne menn til å spise dobbelt så mye fett som normalt i fem dager. Det skapte tydelige endringer i genomet.

Halvparten av mennene veide unormalt lite da de ble født. Den andre halvparten kom til verden med normal vekt.

– Og der fant vi noe svært overraskende: De mennene som ble født med lav vekt, hadde ikke de samme endringene, sier Vaag.

Barn med lav vekt har større risiko for å få blant annet type 2-diabetes og hjerteproblemer. Men ingen har visst hvorfor. Den nye undersøkelsen gir et hint:

– Undersøkelsen vår tyder på at genene til disse barna ikke er like fleksible, sier Vaag.

Forskerne kan se hvordan genene våre reagerer på ytre påvirkninger ved å bruke ny genteknologi til å undersøke hvor mye metyl det er bundet til genene. Hvis et gen har mye metyl, stenger det ned og slutter å fungere.

Beskytter mot fett

Før forsøkene trodde forskerne det ville være skadelig hvis noen gener ble skrudd av fordi man spiser for mye fett. Men de nye resultatene tyder på at det har en gunstig effekt: Det skjer sannsynligvis for å skjerme kroppens DNA.

– For mye fett er farlig for kroppen, så vi trodde at det også ville være et dårlig tegn hvis genene reagerte. Men resultatene våre viser at genendringene kan være et tegn på at kroppen forsøker å beskytte seg, sier Allan Vaag.

Når genene hos menn med lav fødselsvekt ikke reagerer, kan det være fordi at de ikke fungerer som de skal, tror han.

Dette er kanskje årsaken til at denne gruppen er mer utsatt for å få diabetes, visse typer kreft og hjerte/kar-sykdommer.

Mer utsatt

Vaag og kollegene fikk ideen til undersøkelsen da de sammen med en stor gruppe utenlandske forskere fant ut at det ikke er nedarvede genmarkører som gir anlegg for type 2-diabetes hos barn med lav fødselsvekt.

Sannsynligheten for dette er helt minimal, konkluderte forskerne i en undersøkelse som er publisert i det siste nummeret av tidsskriftet Nature Genetics.

– Bare i svært sjeldne tilfeller er det de samme genmarkørene som gir lav fødselsvekt og økt risiko for type 2-diabetes. Hvis et foster ikke vokser som det skal, skyldes det sannsynligvis morens livsstil og andre miljøpåvirkninger, sier Allan Vaag.

Dette fører til økt risiko for en rekke sykdommer.

Hvordan kan kroppen huske fosterstadiet?

Resultatet fikk Vaag og kollegene fra Rigshospitalet til å undre seg: Hva er det som setter seg i kroppene til disse barna og gjør dem utsatt resten av livet?

– Vi ville finne ut hvordan en kropp kan huske helt tilbake til fosterlivet. Altså hvordan kan en aldrende kropp huske at den veide for lite da den ble født og derfor er disponert for type 2-diabetes? spør Vaag.

Svaret lå i DNA-materialet, men ikke i den genetiske koden vi gir videre til neste generasjon – derimot i den fleksible delen av arvestoffet. Den delen som blir aktivert og deaktivert ved ytre påvirkninger.

Det nye forsøket med overspising fører dem nærmere et svar:

– Kanskje er det her løsningen ligger, sier Vaag.

Ny forståelse av kroppens biologi

Bestemte gener kan altså skrus av for å beskyttet mot skadelige mengder fett.

Når dette ikke skjer hos de som har hatt lav fødselsvekt, kan det være fordi genene på en eller annen måte har tatt skade allerede i fosterstadiet. Morens livsstil eller miljøpåvirkninger har kanskje ødelagt genenes evne til å beskytte arvemassen mot for mye fett.

Kanskje er det dette som skaper høyere risiko for diabetes, mener Vaag.

– Denne forskningen kan endre den måten man hittil har forstått menneskets biologi, sier Vaag.

Overspising, sykdommer og genetikk

Den typen forskning Vaag og kollegene driver, kalles epigenetikk. De studerer hvordan gener aktiveres og reguleres.

– Vi vet at overspising og fedme er forbundet med diabetes, hjerte/kar-sykdommer og visse typer kreft. Flere og flere undersøkelser viser at det kan skyldes epigenetiske endringer, sier Vaag.

Type 2-diabetes og hjerte/kar-sykdommer blir stadig vanligere i hele verden.

Allan Vaag og kollegene skal nå i gang med å undersøke om de genetiske endringene ved overspising kan bli ført videre til neste generasjon.

Referanser:

Nature Genetics (2013), «New loci associated with birth weight identify genetic links between intrauterine growth and adult height and metabolism», DOI:10.1038/ng.2477

Diabetologia (2012), «Effects of short-term high-fat overfeeding on genome-wide DNA methylation in the skeletal muscle of healthy young men,» DOI: 10.1007/s00125-012-2717-8.

The journal of clinical endocrinology and metabolism (2010), «Deoxyribonucleic acid methylation and gene expression of PPARGC1A in human muscle is influenced by high-fat overfeeding in a birth-weight-dependent manner,» X doi: 10.1210/jc.2009-2413

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.