Vad är epigenetik och hur skiljer det sig från genetik?
A: Epigenetik studerar arvsmassan som helhet (hela genomet); genetik studerar enskilda gener
B: Epigenetik avser förändringar i genuttryck eller cellulär fenotyp som inte innebär förändringar av DNA-sekvensen — orsakade av kemiska märkningar på DNA eller histoner som styr om gener läses eller tystas
C: Epigenetik är en synonym för G×E-interaktion
D: Epigenetik avser genetisk variation som uppstår under livstiden, inklusive somatiska mutationer
Epigenetik (Waddington, 1942; molekylärt definierat från 1990-talet) avser kemiska modifieringar av DNA och histonproteiner som styr om och hur mycket en gen uttrycks — utan att DNA-sekvensen ändras. Epigenetiska märkningar kan ibland ärvas (transgenerationell epigenetik). De är dynamiska och kan påverkas av miljöerfarenheter, stress, kost och exponeringar.
Vad är DNA-metylering och vilken effekt har den generellt på genuttryck?
A: Tillägg av en metygrupp (-CH₃) till adenin-baser, vilket ökar genuttryck
B: Tillägg av en metylgrupp (-CH₃) till cytosin-baser (CpG-platser) i promotorregioner, vilket generellt hämmar ("tystas") genuttryck
C: Tillägg av acetylgrupper till histoner, vilket komprimerar kromatinet och minskar genuttryck
D: Klyvning av DNA-metylgrupper av demetylaser, vilket aktiverar tumörsuppressorgener
DNA-metylering innebär tillägg av metylgrupper (-CH₃) till cytosinrester, framför allt i CpG-dinukleotider i promotorregioner. Metylering av promotorregioner komprimerar kromatinet, förhindrar transkriptionsfaktorer från att binda och hämmar (tystas) genuttryck. DNA-metylering är välstuderad i cancer (hypometylering av onkogener, hypermetylering av tumörsuppressorer) och i genreglering under normal utveckling.
Histonmodifieringar reglerar kromatintillgänglighet. Vilken histonmodifiering öppnar generellt upp kromatin för aktiv transkription?
A: Histonmetylering vid H3K9 och H3K27 (märkningar förknippade med heterokromatin och genhämning)
B: Histonacetylering — tillägg av acetylgrupper till lysinrester på histoner — neutraliserar positiva laddningar, löser upp DNA–histoninteraktion och öppnar kromatinet
C: Histonubikvitinering vid H2BK120, som rekryterar heterokromatinproteiner
D: Histondeacetylering — utförda av HDAC-enzymer — som acetylerar histonerna och ökar krom
Histonacetylering (utförd av histon acetyltransferaser/HAT) neutraliserar lysinfostanets positiva laddning på histoner, minskar DNA–histoninteraktion, luckrar upp kromatinet ("euchromatin") och möjliggör transkription. Histondeacetylering (HDAC) återställer positiv laddning, komprimerar kromatinet till heterokromatin och hämmar transkription. HDAC-hämmare är undersökta som potentiella terapeutika (cancer, psykiatriska tillstånd).
Diathes–stressmodellen föreslår att psykisk störning uppstår när:
A: Miljöstress ensamt överstiger en universell biologisk tröskel utan att genetisk sårbarhet är nödvändig
B: En genetisk eller biologisk predisposition (diathes) kombineras med tillräcklig miljöstress; varken diathes eller stress ensamt är tillräcklig
C: Genetisk risk är dominant; miljöstress tjänar enbart som trigger för oundvikliga genetiskt bestämda utfall
D: Stress orsakar DNA-mutationer som skapar den genetiska riskfaktorn
Diathes–stressmodellen (Monroe & Simons, 1991 m.fl.) föreslår att psykisk sjukdom kräver samspel mellan en konstitutionell sårbarhet (biologisk diathes — genetisk, neurobiologisk, tidig kris) och en predisponerande miljöstress. Varken diathes ensam eller stress ensam räcker för att producera sjukdom. Modellen är ett ramverk för G×E-interaktion och förklarar varför högrisk-individer inte alltid blir sjuka, och varför stressexponeringen inte alltid leder till störning.
Differentiell susceptibilitet-hypotesen (Belsky) utvidgar diathes–stressmodellen på vilket sätt?
A: Den föreslår att genetisk sårbarhet enbart ökar risk i negativa miljöer, utan fördelar i positiva
B: Den föreslår att "sårbarhetsgener" kanske inte primärt är riskgener utan "plasticitets"-gener: känsliga individer mår sämre i negativa miljöer men bättre i positiva, jämfört med okänsliga individer
C: Den föreslår att alla individer är lika susceptibla för miljöfaktorer; individuella skillnader i utfall beror på slump
D: Den föreslår att positiva miljöer räcker för psykologisk motståndskraft, oberoende av genetisk profil
Jay Belsky (2005) och Boyce & Ellis (2005, "differential susceptibility") föreslog att genetiska varianter (t.ex. serotonintransportörens 5-HTTLPR, DRD4-7R) gör individer känsligare för ALLA miljöer — goda och dåliga. Dessa "för bättre och sämre"-varianter kan verka som evolutionärt stabila strategier: under hårda tider ökar de risken för störning, men under gynnsamma förhållanden levererar de bättre utfall. Data stödjer att 5-HTTLPR-korta allelen ökar depression i stress MEN minskar depression mer i stödjande miljöer.
Michael Meaneys forskning om maternell omsorg hos råttor demonstrerade vilket epigenetiskt fynd?
A: Råttor med hög maternell slickning hade hypermetylerade glukokortikoidreceptorgener och starkare stressresponser som vuxna
B: Råttor med hög maternell slickning hade hypometylerade glukokortikoidreceptorgener i hippocampus, fler GR-receptorer och dämpad stressrespons; effekter var reversibla med metylering
C: Maternell omsorg påverkade stressrespons men via strukturella hjärnförändringar, utan epigenetisk mekanism
D: Tidiga erfarenheter av maternell omsorg orsakade mutationer i NR3C1-genen som ärvdes av avkomlingarna
Meaney et al. (2004) visade att råttvalpars kvartal av höga-slickande (high licking-and-grooming) mödrar → demetylering av NR3C1-genen (glukokortikoidreceptor) promotor i hippocampus → mer GR-receptoruttryck → starkare negativ återkoppling på HPA-axeln → dämpad kortisolrespons på stress som vuxen. Låg-slickning: hypermetylering → färre GR → svagare återkoppling → hyperreaktivt stressrespons. Banbrytande demonstration av erfarenhetsstyrd epigenetisk programmering.
Caspi et al. (2003) visade ett G×E-mönster för 5-HTTLPR och depression. Vad fann de?
A: Korta 5-HTTLPR-alleler orsakar depression oberoende av livsbelastning
B: Individer med en eller två korta 5-HTTLPR-alleler uppvisade ett starkare samband mellan stressiga livshändelser och depression, jämfört med individer med två långa alleler
C: Långallelen av 5-HTTLPR är riskallelen för depression; kortallelen är skyddande
D: Stressiga livshändelser förutsåde depression lika starkt oavsett 5-HTTLPR-genotyp
Caspi et al. (2003, Science) rapporterade i Dunedinstudien att bärare av 5-HTTLPR korta alleler (s/s eller s/l) visade starkare depression och suicidalitet som respons på stressiga livshändelser under vuxenlivet, jämfört med l/l-bärare. Denna G×E är ett av de mest citerade och mest replikerade + missreplikerade fynd i psykiatrisk genetik. Genomgripande meta-analyser ger blandade resultat — fyndet är kontextkänsligt och beroende av miljömätningens precision.
Epigenetik & gen–miljöinteraktion
Vad är epigenetik och hur skiljer det sig från genetik?
Om det här quizet
Epigenetik avser förändringar i genuttryck som inte ändrar DNA-sekvensen — en mekanism via vilken erfarenheter kan "märka" genomet och påverka hur det läses av. Gen–miljöinteraktion (G×E) avser hur genetisk risk uttrycks olika beroende på miljön.
Det här testet täcker epigenetiska mekanismer (DNA-metylering, histonmodifiering), diathes–stressmodellen, differentiell susceptibilitet och de klassiska G×E-studierna av Meaney, Caspi och Belsky.