Bionieuws

Gen & Micro

Moederliefde vormt breingenetica

Muizenpups hebben baat bij moederlijke aandacht en verzorging

Moederlijke aandacht en verzorging heeft een direct effect op de genetische code in het brein van muizenpups. Bij gebrek aan aandacht neemt de hoeveelheid springende dna-elementen toe in hersencellen van de hippocampus, het gebied onder meer betrokken bij emotie en geheugen. Dat schrijven biologen van het Amerikaanse Salk Institute for Biological Studies 22 maart in Science. Het resultaat demonstreert dat verwaarlozing in het vroege leven structurele veranderingen in genetische variatie in het brein teweeg brengt. Alhoewel de directe consequenties hiervan vooralsnog onduidelijk zijn, hopen de onderzoekers hiermee op termijn ook meer inzicht te verschaffen in neuropsychologische aandoeningen bij mensen, zoals depressie en schizofrenie.

Zoogdierbrein
Het brein vertoont enorme plasticiteit als reactie op ervaringen, vooral in de eerste weken van ontwikkeling. In die periode is het genoom van de hersencellen geen statisch geheel, maar constant in beweging: cellen in het zoogdierbrein ondergaan genetische veranderingen waardoor neuronen subtiel van elkaar gaan verschillen. Naast dna-methylatie spelen springende genen hierbij ook een rol door zichzelf te kopiëren en te vestigen op andere plaatsen in het genoom. Vooral zogeheten L1-retrotransposons veranderen zo het dna van nog ontwikkelende neuronen, toonde hetzelfde onderzoeksteam al in 2005 aan.

Om de rol van moederlijke genegenheid te achterhalen, observeerden de biologen in deze studie aanvankelijk de natuurlijke variatie van verzorging van muizenmoeders richting hun jongen. Ze vonden een duidelijke correlatie: muizen met aandachtige moeders hebben minder kopieën van het L1-retrotransposon in hun hippocampus. Verwaarloosde muizen hebben er juist meer en beschikken dus over meer genetische diversiteit in hun brein.

Opvoedstijl
In een vervolgexperiment sluiten de onderzoekers uit dat de jongen de L1-genen simpelweg erven en stellen ze vast dat het extra dna afkomstig is uit het genoom en niet uit zwervend dna van buiten de celkern. Vervolgens laten ze muizen met afzijdige moeders opgroeien bij aandachtige muizenmoeders en vice versa, waaruit blijkt dat opvoedstijl inderdaad de hoeveelheid L1-genen in de hippocampus direct beïnvloedt. Andere bekende springende genen blijken niet onder invloed van moederlijke aandacht te staan, wat een speciale rol hierin voor L1-genen suggereert.

‘Dit is de eerste studie die vrij gedetailleerd een moleculair mechanisme blootlegt van de interactie tussen omgeving en genen, een belangrijke studie’

Als klap op de vuurpijl vergelijken de onderzoekers ook nog eens de methylatiepatronen van het dna, een epigenetisch proces dat onder invloed van de omgeving genen aan of uit kan zetten. Hieruit blijkt dat muizen met aandachtige moeders meer gemethyleerde L1-genen hebben en daardoor minder L1-genen tot expressie brengen dan verwaarloosde muizen. Mogelijk is dna-methylatie dus het achterliggende mechanisme dat de verschillen in L1-kopieën kan verklaren.

Consequenties
‘Dit is de eerste studie die vrij gedetailleerd een moleculair mechanisme blootlegt van de interactie tussen omgeving en genen, een belangrijke studie’, zegt neurobioloog van het Radboudumc Nael Nadif Kasri. ‘Weten natuurlijk allang dat er een correlatie is tussen moederlijke aandacht en gedrag, maar dat er nu met zeer overtuigende data een directe link is tussen nature en nurture is bijzonder. De volgende, moeilijke stap, is om te kijken welke gedragsmatige consequenties deze genetische veranderingen in het brein hebben.’