Forfattere
Menneskekroppen består af mere end 200 forskellige celletyper, men alle celler indeholder den samme DNA-kode. Hvordan er det muligt, at den samme kode fortæller de forskellige celletyper, at de skal være forskellige? Informationen om liv er ikke kun kodet i DNA’et, men også på DNA’et. Kemiske bindinger, som kaldes DNA-methylering, kan “slukke” for dele af DNA-koden, som der ikke er brug for i en bestemt celle. DNA-methylering kan også påvirkes af vores omgivelser. Nogle gange kan ændringer i DNA-methylering føre til sygdomme. At forstå, hvordan vores omgivelser kan påvirke DNA-methylering, kan også hjælpe os til bedre at forstå de mekanismer, der forårsager nogle sygdomme, og forhåbentlig blive bedre til at helbrede og forebygge dem. Denne artikel beskriver ADHD som et eksempel.
Vores kroppe består af forskellige typer af celler. Vores hjerteceller ser anderledes ud end vores knogleceller, og de gør forskellige ting. Men alle disse celler indeholder præcis det samme DNA kode: de samme lange molekyler, der fungerer som cellens “manual”. Hvordan kan alle disse celler så se forskellige ud og have deres egne funktioner, når deres manualer ikke adskiller sig fra hinanden?
Vores celler er som små fabrikker, der producerer de proteiner, der er nødvendige for, at cellen kan fungere. Alle celler får måske den samme manual, men de bruger forskellige sider fra manualen, kaldet gener for at producere deres specifikke proteiner. For eksempel skal en hjertecelle bidrage til at opbygge hjertet og hjælpe det med at pumpe blod gennem kroppen. Men knogleceller skal lave stærke og stive knogler. Hjerteceller og knogleceller har brug for forskellige proteiner, så de skal bruge forskellige gener.
Oplysningerne om liv er ikke kun kodet i DNA’et, men også af kemikalier, der tilføjes DNA’et. En måde, hvorpå cellen “slukker” for visse gener, er via en proces, der kaldes DNA–methylering: En lille kemisk gruppe kaldet en methylgruppe er knyttet til DNA’et. Denne ændring af genets struktur gør koden mindre tilgængelig, så cellen producerer mindre af det protein, som det pågældende gen koder for (figur 1). Du kan sammenligne det med håndtagene i kagefabrikken i figur 2A, hvor det ene håndtag er blevet sat i en anden tilstand: Lav ikke flere lys til kagerne!
Celler har brug for forskellige proteiner for at fungere, som de skal. Disse proteiner er kodet af dele af DNA’et, der kaldes gener, og DNA-methylering (“Me”, lilla cirkler) kan slukke for specifikke gener, som der ikke er brug for. Det sikrer, at der kun dannes de nødvendige proteiner i cellerne, og at en hjertecelle udvikler sig anderledes end en knoglecelle.
Hvis kagefabrikken er DNA’et, kan DNA-methylering sammenlignes med et håndtag. Når håndtaget på stearinlysmaskinen er slukket, vil der blive produceret færre stearinlys (proteiner), hvilket resulterer i kager (kroppe) uden stearinlys. (B) DNA-methylering kan påvirkes af vores omgivelser. Når jordbærsæsonen er slut, beslutter fabrikken sig for at lave flere chokoladekager, så hastigheden på chokoladeovertræksmaskinen skal øges. Lysene og chokoladeovertrækket repræsenterer to forskellige gener, der kan omdannes til proteiner i en celle.
DNA-methylering bestemmer ikke kun, om en celle skal være en hjertecelle eller en knoglecelle. Mængden af proteiner, som cellerne producerer, påvirker, hvordan kroppen fungerer, og kan også påvirke, hvordan vi opfører os. Vores omgivelser, herunder vores livsmiljøer og de mennesker, vi omgås, kan påvirke methyleringen af DNA’et og produktionen af visse proteiner. Det er meget praktisk, for nogle gange er vi nødt til at tilpasse os skiftende omgivelser, f.eks. hvis vi flytter til et nyt land med et andet klima og anden mad. Man kan sammenligne det med eksemplet med kagefabrikken: Indbyggerne i den by, hvor vores kagefabrik ligger, elsker at spise kager med jordbærovertræk, så fabrikken laver færre kager med chokoladeovertræk. Men når jordbærsæsonen er forbi, beslutter fabrikken sig for at lave flere kager med chokoladeovertræk. Det gør den ved at skifte det håndtag, der styrer produktionen af chokolade (figur 2B). Håndtaget kan også styre hastigheden af chokoladeproduktionen – det kan indstilles til den hurtigst mulige hastighed, slukkes helt eller være et sted mellem disse to yderpunkter.
Dine omgivelser omfatter alt, hvad der påvirker din krop udefra. Et eksempel på omgivelsernes effekt på DNA-methylering er rygning. Forskere har fundet ud af, at mennesker, der ryger, har en anden DNA-methylering på tværs af hele DNA-koden end ikke-rygere [1]. Når en mor ryger under graviditeten, vil selv barnets DNA-methylering blive ændret af moderens rygning, og mange af disse ændringer varer ved, indtil barnet er mindst 7 år gammelt [2]. Et andet eksempel på omgivelsernes effekt allerede før fødslen er, at hvis en mor oplever et meget højt stressniveau under graviditeten, vil hendes barn udvise ændret DNA-methylering af stressrelaterede gener [3]. Disse ændringer i DNA-methyleringen forbereder barnet på et barskt miljø. Men sådanne ændringer kan også gøre barnet mere sårbart over for visse sygdomme og lidelser, f.eks. allergi eller depression.
Indtil videre har vi beskrevet, hvordan DNA-methylering kan bestemme, hvilke proteiner en celle producerer, og dermed dens funktion. Vi har også beskrevet, at DNA-methylering kan ske som reaktion på en persons omgivelser. Som forskere er vi interesserede i DNA-methylering og attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD). Et ud af tyve børn oplever hyperaktivitet, impulsivitet og/eller uopmærksomhed, som er typiske symptomer på ADHD. Nogle børn med ADHD viser ikke længere sådanne problemer, når de bliver voksne. Vi kalder deres type ADHD for remitterende ADHD. Men over halvdelen af børn med ADHD oplever stadig symptomer i voksenalderen. De har det, vi kalder vedvarende ADHD. Det er vigtigt at vide, hvad forskellene er mellem mennesker, der har remitterende ADHD, og dem, der har vedvarende ADHD. Hvis vi forstår forskellene, kan vi måske hjælpe folk med at overvinde ADHD, men vi forstår endnu ikke, hvad disse forskelle er. Indtil videre har forskerne kun set på selve generne for at finde forskellene. Vi er nu begyndt at undersøge, om DNA-methylering kan spille en rolle i ADHD.
Vi bad mere end 50 12-årige børn med ADHD om at komme til vores laboratorium. Fem og ni år senere, da børnene var 17 og 21 år gamle, inviterede vi dem igen og tjekkede, om de stadig havde ADHD [4]. På den måde kunne vi afgøre, om deres ADHD var tilbagevendende eller vedvarende. Ved det tredje besøg tog vi også blodprøver af deltagerne. Vi isolerede DNA’et fra deltagernes blod for at se, hvor den enkeltes DNA var methyleret (figur 3). Derefter sammenlignede vi DNA-methyleringen hos alle deltagere med vedvarende ADHD med DNA-methyleringen hos alle deltagere med tilbagevendende ADHD.
Fem og ni år senere, da børnene var 17 og 21 år gamle, vendte de tilbage, og vi vurderede, om de stadig havde ADHD. De, der ikke længere havde ADHD som 21-årige, blev klassificeret som remitterende ADHD, og de, der stadig havde ADHD, blev klassificeret som vedvarende ADHD. I en alder af 21 år tog vi også blodprøver fra alle deltagere for at undersøge DNA-methylering.
Vi fandt mere methylering på et bestemt gen hos deltagere med vedvarende ADHD. Vi tror, at mennesker med vedvarende ADHD derfor laver mindre af et protein, der hedder APOB. APOB’s opgave er at transportere kolesterol rundt i kroppen. Måske har du hørt om kolesterol som et “dårligt” stof, der findes i nogle usunde fødevarer. Men kolesterol er også vigtigt for udviklingen og vedligeholdelsen af hjerneceller, så kroppen har brug for det i små mængder. Vi tror, at en lavere produktion af APOB og den deraf følgende effekt på kolesterolet kan være med til at forklare, hvorfor nogle personer har vedvarende ADHD [5]. Det er vigtigt at bemærke, at hvis vi havde set på DNA-koden i stedet for på DNA-methylering, ville vi ikke have fundet nogen forskelle i APOB-genet mellem de to grupper af deltagere i undersøgelsen.
Forskning som vores viser, at DNA-methylering er meget vigtig for kroppens udvikling og funktion – ADHD er kun ét eksempel. Vores undersøgelse hjalp os med at løse en brik i puslespillet om, hvorfor nogle personer har vedvarende ADHD, mens andre ikke har det. Det er spændende tider for forskere, fordi vi lærer mere og mere om DNA-methyleringens rolle i sundhed og sygdom og om aspekter af vores omgivelser, der påvirker DNA-methyleringen. Der er også stadig meget at lære og opdage om DNA-methylering, og forhåbentlig vil det, vi lærer, hjælpe os med at forbedre livet for mennesker med methyleringsrelaterede lidelser.
DNA: Deoxyribonukleotid, et molekyle, der indeholder al den information, en celle har brug for at vide for at holde sig i live og udføre sine funktioner. DNA’et er underopdelt i gener.
Gen: En del af DNA’et, der indeholder information om, hvordan man laver et bestemt protein. Cellerne i kroppen har brug for mange proteiner for at fungere ordentligt.
DNA-methylering: Tilføjelse af et kemikalie kaldet en methylgruppe til DNA, hvilket resulterer i en ændring af DNA’ets struktur, der gør det sværere at lave proteiner fra det methylerede gen.
ADHD: Attention-deficit/hyperactivity disorder, en lidelse, der giver mennesker koncentrationsbesvær og/eller hyperaktivitet og impulsivitet.
Remitterende ADHD: Nogle mennesker har ADHD, når de er børn, men i voksenalderen viser de ikke længere nogen symptomer.
Vedvarende ADHD: Nogle mennesker med ADHD viser symptomer, når de er børn. Når de er voksne, har de stadig lidelsen og viser symptomerne.
[1] Zeilinger, S., Kuhnel, B., Klopp, N., Baurecht, H., Kleinschmidt, A., Gieger, C., et al. 2013. Tobaksrygning fører til omfattende genomiske ændringer i DNA-methylering. PLoS ONE 8:e63812. doi: 10.1371/journal.pone.0063812
[2] Joubert, B. R., Felix, J. F., Yousefi, P., Bakulski, K. M., Just, A. C., Breton, C., et al. 2016. DNA-methylering hos nyfødte og moderens rygning under graviditeten: genomdækkende konsortiums metaanalyse. Am. J. Hum. Genet. 98:680-96. doi: 10.1016/j.ajhg.2016.02.019
[3] Mitchell, C., Schneper, L. M. og Notterman, D. A. 2016. DNA-methylering, miljø tidligt i livet og sundhedsresultater. Pediatr. Res. 79:212-9. doi: 10.1038/pr.2015.193
[4] von Rhein, D., Mennes, M., van Ewijk, H., Groenman, A. P., Zwiers, M. P., Oosterlaan, J., et al. 2015. NeuroIMAGE-undersøgelsen: en prospektiv fænotypisk, kognitiv, genetisk og MR-undersøgelse hos børn med opmærksomhedsunderskud/hyperaktivitetsforstyrrelse. Design og beskrivelser. Eur. Child Adolesc. Psychiatry 24:265-81. doi: 10.1007/s00787-014-0573-4
[5] Meijer, M., Klein, M., Hannon, E., van der Meer, D., Hartman, C., Oosterlaan, J., et al. 2020. Genomdækkende DNA-methyleringsmønstre i vedvarende opmærksomhedsunderskud / hyperaktivitetsforstyrrelse og i forbindelse med impulsive og ufølsomme træk. Front. Genet. 11:16. doi: 10.3389/fgene.2020.00016
Forbrændinger er almindelige skader, der opstår, når varme, varme væsker, kemikalier, elektricitet eller endda solen beskadiger huden. Nogle forbrændinger er milde, som f.eks. solskoldning, mens andre kan være så alvorlige, at de beskadiger muskler, knogler eller endda organer. Mens de fleste forbrændinger er smertefulde, kan de mest alvorlige faktisk være smertefri, fordi de ødelægger nerverne. Forbrændinger svækker også hudens naturlige barriere, hvilket øger risikoen for infektion. Kroppen heler forbrændinger i tre faser, men dybere forbrændinger tager længere tid at komme sig over og kan efterlade permanente ar. Behandlingen afhænger af sværhedsgraden – nogle forbrændinger kan køles med vand, mens andre kræver akut lægehjælp. Denne artikel undersøger, hvad der forårsager forbrændinger, hvordan de klassificeres, og hvordan de heler, hvilket hjælper børn og deres omsorgspersoner med at forstå, hvordan man forebygger, håndterer og kommer sig efter disse skader.
…
Forestil dig dine knogler som fundamentet i et hus – de holder ikke kun din krop oprejst, men beskytter også dine organer og hjælper endda med at producere blodceller. Knogler består af en kombination af kollagen, som giver dem fleksibilitet, og mineraler som calcium, som giver dem styrke, og de spiller en afgørende rolle i kroppen. Vidste du, at dine tænder også er afhængige af stærke knogler? Alveolærknoglen, som støtter dine tænder, skal forblive sund for at sikre, at dit smil forbliver stabilt. Inde i knoglerne findes der specielle celler: osteoblaster opbygger ny knogle, mens osteoklaster “nedbryder” den gamle knogle. Når disse celler er ude af balance, kan der opstå knogletab omkring tænderne, som det ses ved parodontitis, en almindelig mundsygdom hos voksne. For at forebygge parodontitis er det afgørende at opretholde god mundhygiejne, en sund kost og en afbalanceret livsstil. Disse ting øger chancerne for, at dine knogler og tænder forbliver stærke og beskyttede gennem hele dit liv.
…
Bæredygtigt udviklingsmål 8: Anstændigt arbejde og økonomisk vækst har til formål at hjælpe mennesker med at få sikre og retfærdige jobs og tjene nok penge til at forsørge deres familier og lokalsamfund. Dette mål handler om at hjælpe virksomheder med at vokse på en bedre måde og behandle arbejdstagere retfærdigt. At skabe et nyt produkt, hæve eller sænke arbejdstagernes lønninger eller ændre måden, hvorpå arbejdet udføres, indebærer risikable beslutninger, som virksomhedsejere skal overveje. I øjeblikket er et stort spørgsmål, om virksomhederne skal holde fast i traditionelle metoder eller investere i smarte robotter og kunstig intelligens, som kan hjælpe dem med at arbejde hurtigere og bedre. Disse valg kan se enkle ud, men de har vigtige konsekvenser: hvor mange mennesker der får arbejde, hvilken slags arbejde de udfører, og endda hvor meget penge de tjener. I denne artikel vil vi undersøge, hvordan teknologi kan forandre den måde, mennesker arbejder på, og hvordan forskere kan bruge matematiske modeller til at få et indblik i, hvordan fremtidens arbejdspladser kan komme til at se ud.
…
Alle føler sig bange nogle gange, men når en frygt bliver så stærk, at den forhindrer os i at gøre ting, vi gerne vil eller skal, og forstyrrer vores dagligdag, kan det betragtes som en fobi. At være bange for skræmmende ting, som højder, havet eller rotter, er godt og vigtigt for overlevelsen, men for meget frygt kan være skadelig og forårsage psykisk eller fysisk lidelse. Fobier udvikles på grund af mange faktorer. En faktor er genetik, hvilket betyder, at fobier kan nedarves i familien. Fobier kan også skyldes miljømæssige påvirkninger, såsom særligt skræmmende oplevelser. Derudover kan fobier opstå på grund af noget, der kaldes frygtkonditionering, hvor hjernen lærer at forbinde noget harmløst med en følelse af fare. Fobier kan endda udvikle sig ved at se en anden være bange for noget ( ). I denne artikel diskuterer vi nogle af de måder, hvorpå en fobi kan udvikle sig, og hvordan de kan behandles.
…