Ang mga namamanang katangian ay hindi lang nagmula sa DNA

Ang artikulong ito ay sinulat sa loob ng Baganga Provincial Subjail at unang lumabas sa Pinoy Weekly noong ika-19 ng Enero 2014.

Hanggang ngayon, hindi pa rin makalimutan ng aking ina ang isang pangyayari noong high school graduation ko. Isang klasikong kuwento ng kahapon ito na hindi na mawawalan ng kapangyarihang patawanin kaming lahat sa pamilya. Kahit ngayon, habang sinusulat ko ito, hindi ko maiwasang ngumiti at matawa sa alaalang ito.

Pagkatapos ng graduation ceremonies noong hayskul, dumalo kami ng mga magulang ko sa pagsasalo kasama ang iba pang honor students at ang mga magulang nila, kasama ang mga guro sa paaralan, mga pinuno ng subject departments, ang principal, at mga panauhing pandangal na, kung hindi ako nagkakamali, mataas ang posisyon sa pambansang opisina ng DECS (Department of Education, Culture and Sports, ang dating pangalan ng DepEd) noon.

Tinanong ng panauhing pandangal ang aking ina kung paano raw ako pinalaki. Nagtataka o curious siguro siya kung paano ko nakuha ang halos lahat ng parangal, mula sa pinakamahusay sa Math, Science, English, Filipino, Home Economics & Technology, at iba pang asignatura, pati na rin sa Journalism at ang dalawa pa. Leadership Award lang yata ang hindi naigawad sa akin. Dahil hindi naman sanay ang aking ina sa ganoong sitwasyon–bilang hindi naman mataas ang kanyang pinag-aralan, hindi sanay sa wikang Tagalog, at hindi sanay na kausap ng isang taong may mataas na puwesto sa gobyerno. Wala siyang ibang nasagot kundi ang napakaiksing “pinadede, pinakain,”–sabay tawa.

Nagtawanan kami ng aking ama matapos ang kanyang napakasimpleng sagot. Hindi matapos ang aming tawanan kahit nasa jeep na pauwi ng bahay. Matagal namin itong pinagtawanan at pinag-usapan sa bahay. Hindi ko na maalala kung ano ‘yung binitawang mga salita ng aking ama nang tanungin kung ano ang kanyang isasagot halimbawang siya ang tinanong ng panauhing pandangal. Parang may mga binaggit siyang “pinalaki nila kami sa disiplina, mapagmahal sa kapwa, at malayang isipan.”

Napakasimple mang pakinggan ang sinagot ni Mama, pero may mabigat na basehan ito kung tatanungin ang librong Gabay at Lunas Sa Mga Karaniwang Karamdaman na inilathala ng Caritas Manila. Sabi sa libro, mas matalino at listo ang batang pinasuso ng ina. Hindi rin ito taliwas sa bagong findings sa larangang epigenetics na nagpapakitang ang arugang ibinibigay ng ina, partikular ang haplos na natatanggap ng sanggol ay may malaking epekto sa normal na paghubog ng utak nito.

Sa artikulong pinamagatang “DNA Is Not Destiny” ni Ethan Watters, isinalaysay ng manunulat ang iba’t ibang pananaliksik sa epigenetics na nagpapakitang ang paglaki ng isang organismo ay dinidikta hindi lamang ng DNA nito (genetics) kundi pati na ng kapaligiran nito, lalung lalo na habang ito’y binubuo pa lang sa katawan ng kanyang magulang at sa unang mga taon ng kanyang buhay. Nagsimulang humuli ng interes ang mga pananaliksik na ito ng dumaraming siyentista noong panahong nasa high school pa lang ako, sa mga unang taon ng dekada ’90.

Batay sa lumalabas na mga kaalaman sa larangang ito, hindi natin masasabi na ang katangian at pag-uugali, maging ang katalinuhan, ng isang tao’y simpleng namamana lamang sa mga magulang. May impluwensiya rin sa paghubog ng utak at alagang ibinigay sa tao habang sanggol pa ito. Hindi na bago ang kaalamang ito. Hindi na makakagulat ito sa maraming Pilipinong nanay (at nanay sa iba pang bansa) na matagal nang maingat at ibinigay ang lahat ng kayang ibigay sa kanilang mga sanggol at maging sa sanggol ng kanilang kapitbahay.

Bagamat hindi ito bagong kaalaman sa ating kultura, ang mga modernong pananaliksik ay nagbibigay ng mas matibay na pundasyon sa kaalamang ito—pundasyon na nakakatulong para makatuklas ng mga interbensiyong teknolohikal sa kaugnay na mga problema.

Sa isang pag-aaral ni Michael Meaney, isang biyolohiko sa McGill University sa Canada, tiningnan nila ang magnetic resonance imaging (MRI) na litrato ng utak ng mga adult (o mga tanong nasa tamang gulang na) na mababa ang timbang noong ipinanganak. Sa palatanungan (questionnaire) na sinagutan ng mga adult, tinanong sila kung gaano kaganda ang relasyon nila sa kanilang ina. ’Yung mga taong hindi maganda (poor) ang kanilang relasyon sa kanilang ina ay nakitang may hippocampus na mas maliit kaysa sa karaniwan. ’Yung mga tao naman na nagsabing malapit sila sa kanilang ina ay nakitang may normal na laki na hippocampus.

Ang hippocampus ay isang bahagi ng utak na may kinalaman sa pagresponde ng mga tao sa problema o stress sa buhay

Tanggap ni Meaney na hindi ganoon kasolido ang koneksiyon dahil may kaakibat na suhetibismo ang mga sumagot sa questionnaire tungkol sa kanilang relasyon sa ina. Ganumpaman, malaki ang suspetsa ni Meaney na ang aruga ng magulang (quality of parenting) ay may impluwensiya sa magkaibang hugis ng mga utak ng taong kasama sa survey.

Sa isang pagsisikap na gawing solido ang koneksiyon, inilunsad niya at ng iba pang mananaliksik ang isang ambisyosong limang taon at multimilyong dolyar na pag-aaral na titingin sa epekto ng pag-aaruga sa ilang daang sangol. Bilang test group, ginamit ni Meaney ang mga inang may nararamdamang matinding kalungkutan (depression), na madalas ay may kahirapan sa pagbibigay ng pagmamahal at pag-aalalga sa kanilang sanggol na magreresulta naman sa madalang na paghaplos (caress) nila kaysa sa mga sanggol sa mga inang walang depresyon na nararamdaman. Ang kanilang sentral na tanong ay kung may kinalaman ang haplos sa sanggol sa malusog na paglaki ng utak nito.

Source: Discover

May nauna nang eksperimento si Meaney kaugnay nito. Kasama ang estudyante niyang si Ian Weaver, kinumpara nila ang dalawang uri ng inang daga: iyong masipag na dinidilaan ang mga sanggol nito at iyong pinapabayaan lang ang kanilang sanggol. Lumaki ang mga dagang sanggol sa ilalim ng dalawang ina na may pagkakaiba sa ugali. Ang mga sanggol na dinilaan ay lumaking relatibong matapang at kalmado (para sa mga daga). Ang mga sanggol naman na pinabayaan ay lumaking nerbyoso at humaharurot sa pinakamdalim na sulot kapag nilipat sa bagong kulungan.

Ang resulta ng eksperimentong ito ni Meaney at Weaver ay hindi kumpletong naipaliwanag ng simpleng genetic na dahilan lamang; pareho lang naman ang lahi ng dalawang uri ng daga. Bagamat hindi malinaw sa artikulo ni Watters, maaaring ginawa rin nila sa eksperimento na ilagay sa kulungan ang sanggol na daga na hindi direktang nanggaling sa inang daga sa parehong kulungan. Kumbaga, hindi nito simpleng namana ang pag-uugali noong malaki na sila. Sa kabilang banda, hindi rin masasabing natutunan lang ito ng daga na matatapang at kalmado dahil sanggol pa lang ito noong kasama nito ang ina.

Sa madaling salita, ang pagkakaiba ng pag-uugali ay magkahalong epekto ng nature (genetic) at nurture (environment). Ayon kay Meaney, “Hinahamon ng eksperimentong ito ang mga teorya sa larangang biyolohiya at sikolohiya (psychology). Ang mga pang-angkop na katangian (adaptive responses) ay hindi namamana o basta na lang umusbong mula sa DNA, kundi nahuhubog ng kapaligiran.”

May isa pang aspekto ng eksperimento na hindi pa natin natalakay dahil nangangailangan pa ito ng mas malalim na kaalaman sa biyolohikal na mekanismong kinasasangkutan ng DNA. Matapos suriin ang brain tissue ng parehong daga na dinilaan at hindi dinilaan, nakita ng mga mananaliksik ang malinaw na pagkakaiba sa DNA metylation patterns sa hippocampus cells ng bawat grupo. Ang resulta nito’y ang mas maraming aktibong serotonin receptors sa mga dagang dinilaan kung kaya ay mas mababa ang stress hormone na cortisol sa utak nito na siya namang dahilan kung bakit sila kalmado. Ang mas mataas na antas ng cortisol sa mga dagang hindi dinilaan noong sanggol pa ay siyang dahilan kung bakit nerbiyoso ang mga ito at magugulatin kapag nalilipat sa bagong kulungan. Sa pamamagitan ng simpleng pag-uugali ng nanay tulad ng pagdidila sa sanggol nito, direktang hinuhugis ng mga nanay na daga ang utak ng kanilang mga supling.

Source: Wikipedia

Upang maunawaan kung ano itong DNA methylation, ihambing natin ang mga rekado para sa isang malaking paggawaan ng samu’t saring kemikal. Ang bawat rekado’y hindi pangalan ng aktuwal na panghalong kemikal kundi isang code o address ng drawer kung saan nakalagay kung paano ito lulutuin mula sa apat lang na pinakasimpleng panghalo na mayroon sa kusina. Hindi lahat ng drawer ay maaaring buksan. Mayroong ilan na likas na nakakandado kaya kahit nakalagay pa rin ang address ng rekadong ito sa listahan (ang DNA) ay hindi pa rin ito puwedeng lutuin ng kusinero–hindi niya makukuha ang instruksiyon ng pagluto sa loob ng drawer. Ang DNA methylation sa ganitong paghahambing ay ang paglalagay ng kandado sa drawer. Pinipigilan nito ang pagluto ng rekadong kinandado. Ang listahan ang DNA–ang address ng drawer ang gene–at ang paglalagay ng kandado sa drawer ay ang DNA methylation. Ang kandado naman ang tinatawag na dimmer switch.

Sa eskperimentong Meaney-Weaver, ang nakita nilang epekto ang pagkatanggal ng kandado sa drawer kung saan may instruksiyon o recipe ng pagluto ng aktibong serotonin receptors, na espesyal na mga protinang nakadikit sa mga pinto o gate ng malaking pabrika sa hippocampus. Maaari nating ihambing ang hippocampus sa isang siyudad na may maraming malaking pabrika na maaari namang ituring na kahambing ng selyula sa hippocampus. Maliban sa hippocampus, may isa pang siyudad sa utak na ang espesyalisasyon naman ay ang paggawa ng kemikal na serotonin, isa pang tipo ng protina na pinapadala sa hippocampus.

Ang pagdila at paghaplos sa dagang sanggol ay nagbibigay ng pahintulot o utos sa siyudad ng mga serotonin na gumawa sila ng marami nito. Pagkagawa nila ng serotonin, pinapadala nila ito sa hippocampus at malamang sa iba pang bahagi ng utak, o iba pang mga siyudad na may kanya-kanyang espesyalisasyon. Ang mga pinapalaki na serotonin ay nakikita at kinukuha ng serotonin receptors sa pintuan ng malaking paggawaan. Pagkatanggap sa serotonin, magsisigaw na sa loob ng pabrika ang serotonin receptors na nakatanggap ito ng serotonin, isang mensahe sa pabrika upang bawasan kung hindi man itigil ang pagluto ng stress hormone na cortisol. Sa madaling salita, ang pagdila sa sanggol ng daga ay magtatalaga ng serotonin receptors sa hippocampus nito na magbibigay sa daga hanggang pagtanda ng kakayahang bawasan ang cortisol sa utak.

Ang ganitong papel ng serotonin na nagpapababa sa stress chemical na cortisol ang siyang dahilan kung bakit ito binansagang happy hormone. Ngunit hindi eepekto ang serotonin kung walang receptors para dito. Kumbaga hindi malalaman sa loob ng pabrika na maraming dumating na serotonin sa labas nito kung walang serotonin receptors sa may pintuan. Maaari ring sabihing may nag-iisang pirma ang serotonin na serotonin receptors lang ang nakakakilala.

Mahigpit na nakapulupot ang DNA sa mga protinang tinatawag na histone. Kailangan munang luwagan ang pagkapulupot nito bago mabasa ang impormasyong taglay nito. Dahil dito, ang pagbabago sa mga histone ay nakakaapekto sa pagbasa ng ilang genes. Kung luluwagan ang pagkakapulupot sa isang bahagi ng DNA na likas na sobrang higpit, magbibigay ito ng pagkakataon sa mga apektadong gene na mabasa. Kung mahihigpitan naman lalo ang pulupot, mahihirapang basahin ang impormasyon sa bahaging ito ng DNA, at maaaring hindi na maluto ang kinakailangang protina. Ito ang tinawatawag na histone modification at pangalawa sa hindi bababa sa tatlong paraaan ng pagbabagong epigenetiko. Ang pangatlong paraan, na hindi ko kabisado kung paano nangyayari, ay ang tinatawag na chromatin remodeling. [Dagdag: Tingnan din ang artikulo sa Wikipedia tungkol sa MicroRNA at sRNA ]

Kasama ang DNA methylation, ang tatlong pagbabagong epigenetiko’y may malaking epekto sa pagbasa o hindi pagbasa ng impormasyong taglay ng DNA sa bawat selyula ng ating katawan. Hindi nila binabago ang genetic code mismo, pero malaki ang mga naidudulot na pagbabago ng tatlong prosesong ito sa katangian at pag-uugali ng organismo. Dagdag pa riyan, namamana rin sa ibang henerasyon ang mga pagbabagong ito.

Na namamana ang pagbabagong epegenitiko ay isang nakakagulat na kaalaman kamakailan sa larangang ito—kaalaman na maaaring magtulak ng malaking pagbabago sa teorya ng eboluyson na sinimulan ni Charles Darwin. Hindi lang pala ang mahabang listahan na DNA ang naipasa ng mga magulang sa kanilang mga anak. Hindi inakala ni Michael Skinner, isang geneticist sa Washington State University, na ang pagbabago sa bayag ng mga anak na daga ng inang daga na binigyan niya ng isang kemikal na panlaban sa amag (fungicide) ay mamamana ng mga apo ng inang daga.

Sa isang eksperimentong ginawa niya noong 2004, tinurukan niya ng maraming dose ng kemikal ang inang nagbubuntis. Mababang bilang ng sperm cells ang epekto nito sa mga anak na daga. Laking gulat niya nang makitang maging ang apo ng kontamindong inang daga ay mababa din ang sperm count. Ganoon din ang apo sa tuhod at mga sumunod pa na henerasyon nito. Bagamat walang pagbabago sa DNA na idinulot ng fungicide, namamana pa rin ang epekto nito.

Sinalaysay ni Watters sa kanyang artikulo sa lathalaing Discover na lumabas din sa aklat na The Best American Science and Nature Writing of 2006 ang implikasyon ng mga bagong kaalaman sa epigenetiko sa maraming aspekto ng buhay ng tao. Nandiyan ang malaking posibilidad na magagamit ito sa pagdidisenyo ng diet at mga gamot. Binanggit din ng mga siyentistang kanyang kinapanayam ang epigenetikong epekto na maaaring maidulot ng prenatal vitamins tulad ng folic acid na kilala bilang methyl donor—isang kemikal na kailangan para mangyari ang prosesong DNA methylation. Malamang ang colostrum sa suso ng bagong panganak na ina ay may epigenetikong pagbabago na naidudulot sa sanggol.

Sa lahat ng implikasyon ng epigenetiko na nabanggit sa artikulo, paborito ko ’yung sinabi ni Randy Jirtle, isang eksperto sa kanser sa Duke University. Sinabi niya na ibinalik ng epigenetiko ang konsepto ng free will sa ating ideya tungkol sa DNA.

(Salamat kay Consie L. Taguba para sa encoding)