Öröklődhet-e a memória?

Ha a biológiában vannak könnyen megválaszolható kérdések, akkor ez a legegyszerűbbek közé tartozhat: öröklődhet-e a memória? A válasz, úgy tűnik, egy határozott “nem”. Az emlékeket az agyban neuronális kapcsolatok vagy szinapszisok formájában tároljuk, és nincs mód arra, hogy ezt az információt átvigyük a csírasejtek DNS-ébe, az örökségbe, amit a szüleinktől kapunk; nem az iskolában tanult franciát örökítjük, hanem magunknak kell megtanulnunk. Pedig évek óta egyre több jel utal arra, hogy a biológia e klasszikus dogmáját aláássák: legalábbis egyes fajoknál az emlékezet bizonyos formái átörökíthetők az utódokra.

Tágabb értelemben az emlékezet fogalma olyan fenotípusos – mérhető vagy megfigyelhető – tulajdonságra vonatkozik, amelyet az egyén élete során sajátít el. Az evolúciós elmélet kialakulásának idején Jean-Baptiste Lamarck francia természettudós lett a szerzett tulajdonságok öröklődésének elméletének bajnoka: például egy izom edzés általi fejlődése. Lamarck téziseit végül megcáfolták, de a 20. század végén a kutatások elkezdték feltárni, hogy igenis létezik a szerzett tulajdonságok öröklődése, amely az epigenetika (szó szerint: “a gének tetején”) nevet kapta.

A környezeti hatások, például a táplálék, a szennyeződések és mások kémiai nyomokat hagyhatnak a géneken, amelyek nem változtatják meg a sorrendjüket, de módosítják az aktivitásukat. Mivel ezek az epigenetikai jelek az ivarsejtek DNS-én keresztül átöröklődhetnek a következő generációra, az öröklődő emlékezet egy formáját jelentik: a gyermekek génjei emlékeznek azokra a környezeti tényezőkre, amelyeknek a szüleik ki voltak téve. Bár az epigenetika még mindig sok titkot rejteget, a lassan ismertté válók azt mutatják, hogy még nem mértük fel a határait.

Emlékek átvitele egyik állatról a másikra

1962-ben James V. McConnell biológus egy ellentmondásos kísérletet tett közzé, amelyben azt állította, hogy egy tanulási folyamatot úgy ad át egyik féregről a másikra, hogy az utóbbit az előbbi őrölt maradványaival etette. McConnell meg volt győződve arról, hogy az emlékezet engrammja – az emlékezet fizikai nyomának hipotetikus kifejezése – RNS-molekulákban található, és hogy ezek képesek átadni az emlékezetet egyik állatról a másikra.

Bár McConnell kísérleteit a tudományos közösség hiteltelenítette, nem sokkal később más tanulmányok is megjelentek, amelyek látszólag kimutatták, hogy az agyi kivonatok befecskendezésével emlékeket lehet átvinni egyik rágcsálóról a másikra. Más kutatók negatív eredményei ezekben az esetekben is megkérdőjelezték az amúgy is nehezen emészthető elméletet. Pedig az elmúlt évtizedekben kiderült, hogy az RNS-molekulák nemcsak a leggyakoribb epigenetikai mechanizmusok közé tartoznak, hanem a hosszú távú memória kialakulásában is részt vesznek.

A közelmúltban McConnell hipotézise hamvaiból újjászületett, függetlenül attól, hogy a kísérleteiben leírt hatások valósak voltak-e vagy sem. 2018 májusában a Los Angeles-i Kaliforniai Egyetem munkatársa, David Glanzman által végzett tanulmány kimutatta, hogy az Aplysia californica tengeri csiga – a memóriakutatásban klasszikusnak számító állat – olyan példányaiból származó RNS-kivonat befecskendezése, amelyeket betanítottak arra, hogy egy elektromos ingerre reagáljanak, képes átadni ezt a tanulást más, nem betanított egyedeknek. Sőt, Glanzman azt is kimutatta, hogy az első állat RNS-e stimulálja a Petri-csészén izolált második állat neuronjait. “Ez olyan, mintha átvinnénk a memóriát” – mondja Glanzman. “Ha az emlékek a szinapszisokban tárolódnának, kizárt, hogy a kísérletünk működött volna.”

Más szakértők egyelőre óvatosan értékelik Glanzman tanulmányát. De nem ez az egyetlen, amely olyan mechanizmusokra utal, amelyek képesek az epigenetikus engrammok – vagyis az emlékek – egyik egyedről a másikra való átvitelére. Sőt, más kísérletek eltekintettek az injekció mesterséges módszerétől, ami a természetben valószínűleg nem fordul elő, és kimutatták, hogy a feltételezett RNS-memóriát a gyerekek örökölhetik a szüleiktől.

Viselkedések öröklődnek

Ezhez előbb egy olyan utat kell megnyitni, amelyen az RNS az idegsejtekből az ivarsejtekbe kerülhet, ami a dogma szerint nem létezik. A Marylandi Egyetem kutatócsoportja azonban 2015-ben pontosan ezt tette, amikor felfedezte, hogy a Caenorhabditis elegans féregben a neuronokban termelődő RNS bizonyos szálai eljuthatnak az ivarsejtekhez, és akár 25 generációval később is elhallgattathatják az utódok génjeit.

2019 júniusában a Tel Aviv-i Egyetem (Izrael) tudósai által publikált tanulmány kibővítette ezeket az eredményeket, és kimutatta, hogy a féreg neuronjaiban termelődő RNS az ivarsejtek közvetítésével befolyásolja az utódok táplálkozási viselkedését, és ez a tanulás több generáción keresztül továbbadódik. A tanulmány vezetője, Oded Rechavi szerint “ezek az eredmények szembemennek a modern biológia egyik legalapvetőbb dogmájával.”

A következő hónapban Giovanni Bosco, a dartmouthi Geisel School of Medicine (USA) munkatársa által végzett tanulmány kimutatta, hogy a Drosophila melanogaster gyümölcslegyek örökölhetik szüleiktől a tojásrakó viselkedést, amelyet a szülőkben a lárvákat parazitáló darazsakkal való érintkezés vált ki; leszármazottaik ugyanezt a viselkedést veszik át anélkül, hogy maguk is átélték volna a veszélyt.

Azt azonban hangsúlyozni kell, hogy ami a férgeken vagy a legyeken megfigyelhető, nem feltétlenül érvényes az emberre. De előfordulhat. Az Emory Egyetem tanulmánya már 2013-ban kimutatta, hogy az egerekben egy bizonyos szagtól kiváltott félelem epigenetikai mechanizmusok révén átadható az utódoknak is. És egy egér már sokkal inkább hasonlít ránk.”

“Történik ez más állatoknál is, mint a gyümölcslegyeknél és a férgeknél?” – kérdezi Bosco. “Igen, meg vagyok győződve róla, hogy igen, és már csak egy okos emberre van szükségünk, aki kitalálja a megfelelő kísérletet, hogy valóban tesztelhessük, például embereken” – mondja az OpenMindnak. “Most végre egy új út válik elérhetővé a kísérletezés számára oly módon, hogy elkezdhetjük megérteni azokat a molekuláris mechanizmusokat és specifikus molekulákat, amelyek lehetővé teszik, hogy az állatok bizonyos típusú viselkedést és memóriát örököljenek.”

Javier Yanes

@yanes68