How early life experience is written into DNA | Moshe Szyf

Fordító: Péter Pallós Lektor: Reka Lorinczy

So it all came to life

Az egész ügy

in a dark bar in Madrid.

egy sötét madridi bárban kezdődött.

I encountered my colleague from McGill, Michael Meaney.

Összefutottam az egyik mcGilli kollégámmal, Michael Meaneyvel.

And we were drinking a few beers,

Mi is bedobtunk pár korsó sört.

and like scientists do,

s mint minden tudós,

he told me about his work.

ő is munkájáról csevegett.

And he told me that he is interested in how mother rats lick their pups

Elmondta: az érdekli, hogy a nőstény patkányok ellés után

hogyan nyalják le kölykeiket.

after they were born.

And I was sitting there and saying,

Csak ültem, és azt mondtam:

"This is where my tax dollars are wasted --

"Na, mire pocsékolják adódollárjaimat:

(Laughter)

(Nevetés)

az ilyen társadalomtudományi kutatásokra."

on this kind of soft science."

And he started telling me

Kezdett mesélni róla,

that the rats, like humans,

hogy a patkány olyan, mint az ember,

lick their pups in very different ways.

különböző módon nyalja le a kicsinyeit.

Some mothers do a lot of that,

Bizonyos anyák bőségesen,

some mothers do very little,

mások kevésbé,

and most are in between.

a többiek átlagosan.

But what's interesting about it

De érdekes megfigyelni a patkány-fiakat,

is when he follows these pups when they become adults --

amikor fölnőnek,

like, years in human life, long after their mother died.

emberi léptékkel mérve évek múlva, anyjuk halála után jóval később.

They are completely different animals.

Az állatok egészen másként viselkednek.

The animals that were licked and groomed heavily,

Amelyeket gondoztak és gyakran lenyaltak,

the high-licking and grooming,

amelyek a legtöbb törődést kapták,

are not stressed.

nem nyugtalankodtak.

They have different sexual behavior.

Más volt a szexuális viselkedésük.

They have a different way of living

Más volt az életmódjuk,

than those that were not treated as intensively by their mothers.

mint amelyekről anyjuk nem gondoskodott ennyire figyelmesen.

So then I was thinking to myself:

Eltöprengtem:

Is this magic?

Mi ez, varázslat?

How does this work?

Hogy lehet ez?

As geneticists would like you to think,

A genetikusok azt mondanák,

perhaps the mother had the "bad mother" gene

hogy a patkányban tán van egy "rossz anya" gén,

that caused her pups to be stressful,

amely nemzedékről nemzedékre öröklődik,

and then it was passed from generation to generation;

és állandó nyugtalanságra készteti a patkány-fiakat.

it's all determined by genetics.

Mindent a genetika dönt el.

Or is it possible that something else is going on here?

Lehet, hogy valami más okozza?

In rats, we can ask this question and answer it.

Patkányok révén kérdésünkre választ találhatunk.

So what we did is a cross-fostering experiment.

Kísérletünkben kicseréltük az alomban lévő utódokat.

You essentially separate the litter, the babies of this rat, at birth,

Elléskor elválasztottuk anyjuktól a kölyköket,

to two kinds of fostering mothers --

és kéttípusú dajkához raktuk őket

not the real mothers, but mothers that will take care of them:

valódi anyjuk helyett: sokat nyalogató s gondozó

high-licking mothers and low-licking mothers.

és keveset nyalogató s gondozó anyákhoz.

And you can do the opposite with the low-licking pups.

A keveset nyalogatott kölykökkel az ellenkezőt lehet tenni.

And the remarkable answer was,

A válasz elképesztő volt:

it wasn't important what gene you got from your mother.

nem az számít, anyjuktól milyen gént örököltek.

It was not the biological mother that defined this property of these rats.

Nem biológiai anyjuk szabták meg a patkányok eme tulajdonságát,

It is the mother that took care of the pups.

hanem az őket gondozó dajka.

So how can this work?

Hogy működik ez?

I am an a epigeneticist.

Epigenetikus vagyok.

I am interested in how genes are marked

Az érdekel, hogyan jelölődnek meg

by a chemical mark

kémiailag a gének embriógenezis alatt,

during embryogenesis, during the time we're in the womb of our mothers,

amikor az anyaméhben vagyunk,

and decide which gene will be expressed

és mi dönti el, hogy melyik gén fog kifejeződni

in what tissue.

valamelyik szövetben.

Different genes are expressed in the brain than in the liver and the eye.

Az agyban egész más gének fejeződnek ki, mint a májban vagy a szemben.

And we thought: Is it possible

Arra gondoltunk: lehetséges,

that the mother is somehow reprogramming the gene of her offspring

hogy viselkedésével az anya átprogramozza

through her behavior?

kicsinye génjét?

And we spent 10 years,

Tíz évet dolgoztunk ezen,

and we found that there is a cascade of biochemical events

és rájöttünk, hogy létezik biokémiai folyamatok láncolata,

by which the licking and grooming of the mother, the care of the mother,

amelyekkel a lenyalás, az anyai gondoskodás

is translated to biochemical signals

biokémiai jelekké alakul át,

that go into the nucleus and into the DNA

amelyek a sejtmagba

and program it differently.

és a DNS-be kerülve átprogramozzák őket.

So now the animal can prepare itself for life:

Az állat fölkészülhet az életre:

Is life going to be harsh?

Kíméletlen lesz-e az élet?

Is there going to be a lot of food?

Lesz-e elég élelmem?

Are there going to be a lot of cats and snakes around,

Sok macska és kígyó lesz a környezetemben?

or will I live in an upper-class neighborhood

A felső osztályba fogok-e tartozni,

where all I have to do is behave well and proper,

ahol rendesen kell viselkednem,

and that will gain me social acceptance?

hogy társadalmilag elfogadjanak?

And now one can think about how important that process can be

Elképzelhetjük, milyen fontos e folyamat

for our lives.

életünk szempontjából.

We inherit our DNA from our ancestors.

Őseinktől örököljük a DNS-t.

The DNA is old.

A DNS régi.

It evolved during evolution.

Az evolúció során változott.

But it doesn't tell us if you are going to be born in Stockholm,

De azt nem közli, hogy Stockholmban születünk meg,

where the days are long in the summer and short in the winter,

ahol a nappalok nyáron hosszúak, télen meg rövidek;

or in Ecuador,

vagy Ecuadorban,

where there's an equal number of hours for day and night all year round.

ahol a nappalok és éjszakák egész évben egyforma hosszúak.

Pedig ennek óriási a hatása fiziológiánkra.

And that has such an enormous [effect] on our physiology.

So what we suggest is, perhaps what happens early in life,

Úgy véljük, lehetséges, hogy a gyerekkorunkban történtek

those signals that come through the mother,

az anyától jövő jelek alakjában

tell the child what kind of social world you're going to be living in.

közli a gyerekkel, milyen környezetben fog élni.

It will be harsh, and you'd better be anxious and be stressful,

Kegyetlen lesz-e, ahol résen kell lennünk s álljunk készen mindenre,

or it's going to be an easy world, and you have to be different.

vagy kellemes lesz, és nyugodtak lehetünk.

Is it going to be a world with a lot of light or little light?

Sok lesz a fény vagy kevés?

Is it going to be a world with a lot of food or little food?

Bőséggel lesz élelem vagy szűkösen?

If there's no food around,

Ha szűkösen, jobb, ha agyunkat ráállítjuk:

you'd better develop your brain to binge whenever you see a meal,

együk tele magunkat, ha épp élelmet találunk,

or store every piece of food that you have as fat.

vagy zsír alakjában tároljunk el minden falatkát.

So this is good.

Ez jó.

Evolution has selected this

Az evolúció ezt választotta,

to allow our fixed, old DNA to function in a dynamic way

hogy régi, változatlan DNS-ünk új helyzetben

in new environments.

dinamikusan működhessen.

But sometimes things can go wrong;

De néha a dolgok rosszul alakulnak,

for example, if you're born to a poor family

pl. ha szegény családba születünk, a jel:

and the signals are, "You better binge,

"jobb, ha zabálsz,

you better eat every piece of food you're going to encounter."

jobb, ha minden eléd kerülő falatot megeszel."

But now we humans and our brain have evolved,

Az emberi agy fejlődött,

have changed evolution even faster.

ami meggyorsította az evolúciót.

Now you can buy McDonald's for one dollar.

Ma a McDonald'sban egy dollárért ehetünk,

And therefore, the preparation that we had by our mothers

ezért amire anyánk fölkészített,

is turning out to be maladaptive.

már nem hatékony.

The same preparation that was supposed to protect us from hunger and famine

Az éhezéstől és éhínségtől megóvó felkészítés

is going to cause obesity,

ma elhízást,

cardiovascular problems and metabolic disease.

szív- s érrendszeri és anyagcsere-betegségeket okoz.

So this concept that genes could be marked by our experience,

Az elmélet, hogy tapasztalatunk, különösen gyerekkori tapasztalatunk

and especially the early life experience,

hatással van a génekre,

can provide us a unifying explanation

egységes magyarázatot nyújt

of both health and disease.

mind az egészségre, mind a betegségre.

But is true only for rats?

De ez csak a patkányra igaz?

The problem is, we cannot test this in humans,

Az a nehézség, hogy ezt emberen nem tudjuk tesztelni,

because ethically, we cannot administer child adversity in a random way.

minthogy nem etikus gyerekeket kitenni az élet viszontagságainak.

So if a poor child develops a certain property,

Ha egy szegény gyerekben kifejlődik valamilyen tulajdonság,

we don't know whether this is caused by poverty

nem értjük, a szegénység miatt-e,

or whether poor people have bad genes.

vagy mert a szegényeknek rosszak a génjeik.

So geneticists will try to tell you that poor people are poor

A genetikusok azt fogják állítani, hogy a szegények azért azok,

because their genes make them poor.

mert a génjeik teszik őket azzá.

Epigeneticists will tell you

Az epigenetikusok pedig azt,

poor people are in a bad environment or an impoverished environment

hogy a szegényeknél rossz vagy elszegényedett környezet

that creates that phenotype, that property.

alakítja ki a fenotípust, a tulajdonságot.

So we moved to look into our cousins, the monkeys.

Úgyhogy unokatestvéreinket, a majmokat vettük elő.

My colleague, Stephen Suomi, has been rearing monkeys

Stephen Suomi kollégám

két módon nevelt majmokat:

in two different ways:

randomly separated the monkey from the mother

Véletlenszerűen választott el kölyköket az anyjuktól,

and reared her with a nurse

és dajkára bízta őket,

and surrogate motherhood conditions.

aki nevelgette őket.

So these monkeys didn't have a mother; they had a nurse.

E majmoknak nem volt anyjuk, hanem csak dajkájuk.

And other monkeys were reared with their normal, natural mothers.

A többi majmot biológiai anyjuk nevelte.

And when they were old, they were completely different animals.

Felnőve egészen más állatok váltak belőlük.

The monkeys that had a mother did not care about alcohol,

Az anyjuk nevelte majmokat nem érdekelte az alkohol,

they were not sexually aggressive.

szexuálisan nem voltak agresszívak.

The monkeys that didn't have a mother were aggressive, were stressed

Az anya nélkül fölnőtt majmok agresszívak, szorongók

and were alcoholics.

és alkoholisták lettek.

So we looked at their DNA early after birth, to see:

Közvetlenül születésük után megvizsgáltuk DNS-üket, hogy tudjuk:

Is it possible that the mother is marking?

lehet, hogy anyjuk jelöli meg génjüket?

Is there a signature of the mother in the DNA of the offspring?

Ott van-e az anya markere az utódja DNS-ében?

These are Day-14 monkeys,

Ezek 14 napos majmok.

and what you see here is the modern way by which we study epigenetics.

Az epigenetikai vizsgálat modern módszerét láthatjuk.

We can now map those chemical marks, which we call methylation marks,

Föltérképezhetjük a metilációmarker nevű, a DNS-en lévő kémiai markereket

on DNA at a single nucleotide resolution.

egy mononukleotidban.

We can map the entire genome.

Az egész genomot föltérképezhetjük.

We can now compare the monkey that had a mother or not.

Összevethetjük az anyai neveléssel és a nélküle fölnőtt majmokat.

And here's a visual presentation of this.

Itt ezt ábrán szemléltetjük.

What you see is the genes that got more methylated are red.

Pirossal jelöltük az erősebben metilált géneket,

The genes that got less methylated are green.

zölddel a gyengébben metiláltakat.

You can see many genes are changing,

Látható, hogy sok gén változott,

because not having a mother is not just one thing --

mert az anya hiánya nemcsak egy tényezőre hat,

it affects the whole way;

hanem valamennyit befolyásolja,

it sends signals about the whole way your world is going to look

és jelzi, milyen lesz a környező világ,

when you become an adult.

amikor felnövünk.

And you can see the two groups of monkeys

Láthatjuk a majmok

gyökeresen eltérő két csoportját.

extremely well-separated from each other.

How early does this develop?

Mikor megy a változás végbe?

These monkeys already didn't see their mothers,

E majmok nem látták anyjukat,

s így szereztek társadalmi tapasztalatot.

so they had a social experience.

Do we sense our social status, even at the moment of birth?

Már születésünkkor tudatosul bennünk társadalmi státuszunk?

So in this experiment, we took placentas of monkeys

Egy újabb kísérletben megvizsgáltuk

különböző társadalmi státuszú majmok méhlepényét.

that had different social status.

What's interesting about social rank is that across all living beings,

A társadalmi státuszt illetően érdekes,

they will structure themselves by hierarchy.

hogy minden élőlény hierarchiába rendeződik.

Monkey number one is the boss;

Az egyes számú majom a főnök,

monkey number four is the peon.

a négyes számú a csicska.

You put four monkeys in a cage,

Négy majmot ketrecbe összezárva

there will always be a boss and always be a peon.

mindig lesz köztük főnök és csicska.

And what's interesting is that the monkey number one

Érdekes, hogy az egyes számú majom sokkal egészségesebb,

is much healthier than monkey number four.

mint a négyes számú.

And if you put them in a cage,

Ha ketrecbe zárjuk össze őket,

monkey number one will not eat as much.

az egyes számú nem eszik túl sokat.

Monkey number four will eat [a lot].

A négyes számú sokat fog enni.

And what you see here in this methylation mapping,

A metilációs képen látjuk, hogy születéskor

a dramatic separation at birth

elképesztő különbség van

of the animals that had a high social status

a magas és a kevésbé magas

versus the animals that did not have a high status.

társadalmi státuszú majmok között.

So we are born already knowing the social information,

Már társadalmi információval születünk,

and that social information is not bad or good,

amely se nem jó, se nem rossz,

it just prepares us for life,

csupán az életre készít föl,

because we have to program our biology differently

mert biológiánkat eltérően kell programoznunk attól függően,

if we are in the high or the low social status.

hogy magas vagy alacsony társadalmi státuszúak vagyunk.

But how can you study this in humans?

De hogyan tanulmányozható ez embereken?

We can't do experiments, we can't administer adversity to humans.

Nem kísérletezgethetünk, nem tehetünk ki embereket hányattatásoknak.

But God does experiments with humans,

De Isten kísérletezget velünk,

and it's called natural disasters.

ezeket hívjuk természeti csapásoknak.

One of the hardest natural disasters in Canadian history

Kanada történetének egyik legszörnyűbb természeti csapása

happened in my province of Quebec.

Quebec tartományban történt.

It's the ice storm of 1998.

Ez az 1998-as viharos ónos eső volt,

We lost our entire electrical grid because of an ice storm

amely a tél közepén tönkretette az egész elektromos hálózatot,

when the temperatures were, in the dead of winter in Quebec,

amikor a hőmérséklet Quebecben

minus 20 to minus 30.

nem haladta meg a mínusz 20–30 °C-t.

And there were pregnant mothers during that time.

Az időben is voltak terhes nők.

And my colleague Suzanne King followed the children of these mothers

Gyerekeiket Suzanne King kolléganőm

for 15 years.

15 éven keresztül figyelte.

And what happened was, that as the stress increased --

Ahogy a stressz nőtt, –

and here we had objective measures of stress:

a teszt mérésére objektív mércénk van:

How long were you without power? Where did you spend your time?

Meddig volt áramellátás nélkül?

Was it in your mother-in-law's apartment or in some posh country home?

Az időt flancos nyaralóban vagy anyósa lakásában töltötte?

So all of these added up to a social stress scale,

Mindezek hozzáadódtak a társadalmi stresszskálához.

and you can ask the question:

Eltűnődhetünk:

How did the children look?

Milyenek voltak a gyerekek?

And it appears that as stress increases,

Kiderült, hogy a stressz-szint növekedésével nőtt

the children develop more autism,

az autizmus kialakulásának gyakorisága,

they develop more metabolic diseases

több anyagcsere-betegség

and they develop more autoimmune diseases.

és több autoimmun betegség lépett föl.

We would map the methylation state,

Összeállíthatjuk a DNS metilációs térképét, és ismét megfigyelhető,

and again, you see the green genes becoming red as stress increases,

hogy a stressz fokozódásával a zöld gének pirossá,

the red genes becoming green as stress increases,

a pirosak zölddé válnak.

an entire rearrangement of the genome in response to stress.

Stressz hatására az egész genom átalakul.

So if we can program genes,

Ha programozhatjuk a géneket,

if we are not just the slaves of the history of our genes,

ha nemcsak rabjai vagyunk genetikai történetünknek,

that they could be programmed, can we deprogram them?

visszafelé is programozhatjuk a géneket?

Because epigenetic causes can cause diseases like cancer,

Mert az epigenetikai tényezők rákot,

metabolic disease

anyagcsere-betegségeket,

and mental health diseases.

elmebetegségeket okozhatnak.

Let's talk about cocaine addiction.

Beszéljünk a kokainfüggőségről!

Cocaine addiction is a terrible situation

A kokainfüggőség szörnyű helyzet,

that can lead to death and to loss of human life.

amely halált okozhat.

We asked the question:

Kíváncsiak voltunk,

Can we reprogram the addicted brain

átprogramozhatjuk-e a függő állat agyát,

to make that animal not addicted anymore?

hogy függősége megszűnjön?

We used a cocaine addiction model

Kokainfüggőségi modellt alkalmaztunk,

that recapitulates what happens in humans.

amely reprodukálja, ami az emberben történik.

In humans, you're in high school,

A gimiben valamelyik barátunk

some friends suggest you use some cocaine,

rávesz a kokain kipróbálására.

you take cocaine, nothing happens.

Kipróbáljuk, nem történik semmi.

Months pass by, something reminds you of what happened the first time,

Hónapokkal később valami eszünkbe juttatja a történteket,

a pusher pushes cocaine,

a dílertől kokaint kapunk,

and you become addicted and your life has changed.

függővé válunk, s életünk megváltozik.

In rats, we do the same thing.

Ezt tettük a patkányokkal is.

My colleague, Gal Yadid,

Gal Yadid kollégám rászoktatta

he trains the animals to get used to cocaine,

az állatokat a kokainra,

then for one month, no cocaine.

aztán egy hónapra megvonta tőlük.

Then he reminds them of the party when they saw the cocaine the first time

Aztán jellel, a ketrec színével emlékeztette őket az alkalomra,

by cue, the colors of the cage when they saw cocaine.

And they go crazy.

Erre bevadultak.

They will press the lever to get cocaine

Addig nyomták kokainért az emelőkart,

until they die.

amíg bele nem haltak.

We first determined that the difference between these animals

Először azt állapítottuk meg, hogy az állatok abban különböznek,

is that during that time when nothing happens,

hogy amíg nincs kokain a láthatáron,

there's no cocaine around,

és semmi sem történik,

their epigenome is rearranged.

epigenomjuk átrendeződik.

Their genes are re-marked in a different way,

Génjeik megjelölődnek,

and when the cue comes, their genome is ready

s amikor a jel föltűnik, genomjuk készen áll

to develop this addictive phenotype.

függőségi genotípus kifejlődésére.

So we treated these animals with drugs that either increase DNA methylation,

Az állatokat vagy a DNS-metilációját fokozó szerrel kezeltük,

which was the epigenetic marker to look at,

ez volt a vizsgálandó epigenetikus marker,

or decrease epigenetic markings.

vagy epigenetikus jelölést csökkentővel.

And we found that if we increased methylation,

Megfigyeltük, hogy ha fokoztuk a metilációt,

these animals go even crazier.

az állatok még inkább eszüket vesztik.

They become more craving for cocaine.

Még hevesebben vágyódtak kokainra.

But if we reduce the DNA methylation,

De ha csökkentjük a DNS-metilációt,

the animals are not addicted anymore.

az állatok függősége megszűnik.

We have reprogrammed them.

Átprogramoztuk őket.

And a fundamental difference between an epigenetic drug

A lényegi különbség egy epigenetikus szer

and any other drug

és egyéb szerek között,

is that with epigenetic drugs,

hogy epigenetikus szerekkel

we essentially remove the signs of experience,

kitöröljük az élmény jeleit,

and once they're gone,

és ha megszűnnek,

they will not come back unless you have the same experience.

és nem térnek vissza, hacsak nem kerül elő ugyanaz az élmény.

The animal now is reprogrammed.

Az állat át van programozva.

So when we visited the animals 30 days, 60 days later,

Amikor 30 vagy 60 nap elteltével – ami emberi léptékben több év –

which is in human terms many years of life,

meglátogattuk az állatokat,

they were still not addicted -- by a single epigenetic treatment.

még mindig nem voltak függők egyetlen epigenetikus kezelésnek köszönhetően.

So what did we learn about DNA?

Mit tudtunk meg a DNS-ről?

DNA is not just a sequence of letters;

A DNS nem csak betűk sorozata.

it's not just a script.

Nem csak forgatókönyv.

DNA is a dynamic movie.

A DNS dinamikus mozi.

Our experiences are being written into this movie, which is interactive.

Tapasztalatunk bekerül az interaktív filmbe.

You're, like, watching a movie of your life, with the DNA,

Mintha DNS-ünk segítségével életünk filmjét néznénk

with your remote control.

távirányítónk segítségével.

You can remove an actor and add an actor.

Hozzáadhatunk és elvehetünk egy-egy színészt.

And so you have, in spite of the deterministic nature of genetics,

Ezért a genetika determinisztikus volta ellenére

you have control of the way your genes look,

szabályozhatjuk génjeinket,

and this has a tremendous optimistic message

és ez óriási derűlátásra ad okot

for the ability to now encounter some of the deadly diseases

bizonyos halálos betegségek,

like cancer, mental health,

pl. rák, kóros elmeállapot

with a new approach,

új szemléletű kezelését illetően,

looking at them as maladaptation.

ha hiányos alkalmazkodásnak tekintjük e betegségeket.

And if we can epigenetically intervene,

S ha epigenetikus módszerrel avatkozunk közbe,

[we can] reverse the movie by removing an actor

egy szereplő eltávolításával visszapergethetjük a filmet,

and setting up a new narrative.

és új narratívát alkothatunk.

So what I told you today is,

Ma megtudták tőlem,

our DNA is really combined of two components,

hogy a DNS két összetevőből,

two layers of information.

két információs rétegből áll.

One layer of information is old,

Az első információs réteg régi,

evolved from millions of years of evolution.

az evolúció sok-sok millió éve alatt fejlődött ki.

It is fixed and very hard to change.

Rögzült, és nagyon nehéz megváltoztatni.

The other layer of information is the epigenetic layer,

A másik információs réteg az epigenetikus réteg,

which is open and dynamic

amely nyitott és dinamikus,

and sets up a narrative that is interactive,

és interaktív narratívát állít föl,

that allows us to control, to a large extent, our destiny,

amely lehetővé teszi, hogy nagy mértékben irányítsuk sorsunkat,

to help the destiny of our children

hogy befolyásoljuk gyermekeink sorsát,

and to hopefully conquer disease

és remélhetőleg legyűrjük a betegségeket

and serious health challenges

és a súlyos egészségi jellegű kihívásokat,

that have plagued humankind for a long time.

amelyek régóta sújtják az emberiséget.

So even though we are determined

Noha génjeink

by our genes,

meghatároznak bennünket,

we have a degree of freedom

bizonyos szabadsági fokunk mégis van,

that can set up our life to a life of responsibility.

amely életünkért ránk ruházza a felelősséget.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)