Mutters Baby-Vaters Gehirn? Könnte sein!

Jeder weiß, dass man Gene von beiden Elternteilen bekommt und dass dies genauso gut ist, denn wenn eine Kopie fehlerhaft ist, kann man oft mit der anderen auskommen. In der Tat scheint der ganze Sinn der sexuellen Fortpflanzung darin zu liegen, Nachkommen zu schaffen, die von den Genen zweier Elternteile profitieren, anstatt sich einfach darauf zu verlassen, wie es bei der asexuellen klonalen Reproduktion der Fall ist.

So wahr dies auch sein mag, wir wissen jetzt, dass einige wichtige Gene Ausnahmen sind, und obwohl sie von beiden Eltern auf die normale Weise vererbt werden, werden sie nur aus einer Kopie ausgedrückt. Diese eingeprägten Gene sind aus diesem Grund paradox und beste Kandidaten, um Probleme zu verursachen, wenn sie fehlerhaft sind, weil sie keine Unterstützung haben. Sie sind (und andere Gene, die in ähnlicher Weise wirken können) nach der Imprinted-Brain-Theorie die Ursache für psychische Erkrankungen, die genetisch bedingt sind. Tatsächlich impliziert die Theorie, dass man, wenn man Imprinting erklären könnte, auch erklären könnte, nicht nur das Wie? von Geisteskrankheit, aber auch das Warum?

Das Prägen macht evolutionär Sinn in Bezug auf das, was man als Baby-Vater der Mutter bezeichnen könnte ? Könnte sein! Prinzip . Da die Befruchtung innerlich bei Säugetieren stattfindet, ist Vaterschaft nie so sicher wie Mutterschaft: daher die Frage- und Ausrufezeichen. Säugetiermütter sorgen zu 100% während der Trächtigkeit und Laktation und in der Regel während der gesamten Entwicklung der Nachkommen. Der einzige zwingende Beitrag des Säugetiervaters ist dagegen ein einzelnes Spermium. Und weil die lebenslange Monogamie bei Säugetieren sehr selten ist, gibt es keinen zwingenden Grund, warum ein anderer weiblicher Nachwuchs den gleichen Vater in der Art und Weise teilen sollte, in der sie die gleiche Mutter haben.

Diese extreme Asymmetrie in der elterlichen Fürsorge und Investition bedeutet, dass aus der Sicht der väterlichen Gene bei einem Nachkommen Schwangerschaft, Stillzeit und alle späteren mütterlichen Fürsorge ein kostenloses Mittagessen darstellen, für das der Vater keinerlei obligatorische Bezahlung vornehmen muss Nachkommen Vorteile. Auf der anderen Seite stellt dies für die Mutter einen enormen Preis dar, den jede Frau, die eine Schwangerschaft und Geburt erlebt hat, nur zu gut zu schätzen weiß.

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Dies scheint die Prägung in Genen wie IGF2 zu erklären, die maternal eingeprägt sind und nur aus der Kopie des Vaters exprimiert werden. IGF2 steht für Insulin-Like Growth Factor 2 und ist ein Wachstumshormon, das den Nachwuchs ermutigt, mütterliche Ressourcen zum Vorteil seiner – und der darin investierten Gene des Vaters – zu konsumieren. In einem früheren Post habe ich darauf hingewiesen, dass jedes Hormon Rezeptoren benötigt, und bei Mäusen ein IgG2r (für den Igf2 – Rezeptor ), ein väterlich geprägtes Gen, einen Rezeptor für IGF2 bildet, der es aufwirbelt und keine Wachstumseffekte produziert (der Typ 2 Rezeptor in das Diagramm unten). Effektiv widerspricht mütterlich exprimiertes Igf2r dem väterlich exprimierten Igf2 , wie das Diagramm zeigt, und sabotiert es.

Quelle: Diagramm C. Badcock nach Haig, D. und C. Graham. Zelle 64, nein. 22. März (1991): 1045-6.

Fälle wie diese deuten darauf hin, dass es etwa so viele maternale wie väterlich geprägte Gene geben sollte, aber jetzt zeigt eine neue Studie der Mausgenetik eine überraschende Tendenz zugunsten der väterlichen Expression. Die Studie identifizierte 95 murine Gene mit signifikanten Anzeichen für Prägung und kam zu dem Schluss, dass, obwohl die klassische Prägung unter genetischer Kontrolle steht, sie unvollständig ist und ein globales Ungleichgewicht offenbart, das väterliche Gene begünstigt. Imprinted Gene wurden 1,5-mal häufiger von der väterlichen verglichen mit der mütterlichen Kopie ausgedrückt. Es gibt jedoch Unterschiede in verschiedenen Organen, wobei die Genexpression des Vaters im Gehirn vorherrscht, während die mütterliche Expression in der Plazenta vorherrscht.

Auf den ersten Blick scheint dies das Gegenteil von dem zu sein, was Sie erwarten könnten, wenn man bedenkt, dass die Plazenta ein Organ ist, das entwickelt wurde, um während der Schwangerschaft Ressourcen von der Mutter zu extrahieren. Aber wie der Fall von Igf2r zeigt, können mütterliche Gene zurückschlagen und scheinen in der Plazenta – zumindest bei Mäusen – Vorrang zu haben. Was ist mit dem Gehirn und warum sollten dort väterliche Gene vorherrschen?

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Die folgende Abbildung zeigt einen der ersten und erstaunlichsten Befunde, auf denen die Imprinted-Brain-Theorie aufgebaut wurde. Dies war, dass bei Mäusen väterliche Gene hauptsächlich in den schwarzen Bereichen – dem Hypothalamus und anderen Teilen des sogenannten limbischen Gehirns – exprimiert werden, während mütterliche Gene vorwiegend im Striatum und Kortex exprimiert werden, wie durch das Dunkelgrau, besonders im Frontalbereich, angezeigt wird Bereiche. Anderswo im Mäusegehirn werden, wie zu erwarten ist, Gene beider Eltern gleichermaßen exprimiert (hellgraue Schattierung). Eine spätere Studie der Genexpression in den Gehirnen von Mäusen ergab, dass 40-50% mehr Neuronen das X-Chromosom der Mutter exprimierten als das des Vaters in den präfrontalen und anderen Teilen des Kortex. Im Gegensatz dazu gab es keinen Unterschied in der X-Chromosomen-Expression im Hypothalamus. Es berichtete auch mehr mütterlichen Beitrag während der Entwicklung, aber mehr väterliche Genexpression im Erwachsenenalter.

Quelle: Zeichnung: L. Badcock.

Der Cortex ist im Vergleich zum limbischen Gehirn bei Menschen wesentlich größer, was darauf hindeutet, dass nicht nur die Anzahl der exprimierten Elterngene entscheidend ist, sondern auch, wo und wie sie exprimiert werden. Obwohl wir nicht direkt von Maus zu Mensch extrapolieren können, bleibt es weiterhin eine Tatsache, dass das Mausgenom dem menschlichen ähnlich ist, ungefähr die gleiche Größe aufweist und Mausäquivalente für fast alle menschlichen Gene aufweist. Bei einer differentiellen Expression von geprägten Genen zeigte eine Studie, dass in 65 Familien die Fähigkeiten, die durch frontale kortikale Lappen vermittelt wurden, eher zwischen Kindern und Müttern als Vätern korrelierten. Auch hier ist der präfrontale Kortex bei Frauen tendenziell größer, während Elemente des limbischen Systems wie Amygdala und Hippocampus bei Männern tendenziell größer sind. In der Tat sind sie bei Autismus größer, bei Schizophrenie jedoch kleiner – genau wie die Zuschreibung des Autismus an die väterliche und die Psychose an die Genexpression der Mutter impliziert.

Wenn schließlich tatsächlich eine Bevorzugung väterlicher Gene, die im Gehirn exprimiert werden, vorliegt, könnte es einen sehr guten Grund dafür geben. Das Gehirn (und damit das Verhalten) kann aus zwei verschiedenen Richtungen beeinflusst werden: von unten nach oben durch die Genexpression oder von oben nach unten in Bezug auf die Umwelteinflüsse über die Sinne, und beide können sehr einflussreich sein. Dank ihrer überragenden sozialen Rolle als Hauptpflegerin und durchdringenden Umwelteinfluss auf ihre Kinder ist die Säugetiermutter viel besser in der Lage, Top-down-Einfluss zu nähren – mit anderen Worten – als der Vater. Die Gene der Mutter können nicht nur das Gehirn ihres Kindes von Grund auf aufbauen, sondern sie kann auch ihre soziale Top-Down-Rolle ausnutzen, um dieses Gehirn auf alle möglichen Arten zu programmieren, die ihr nützen können, z. "Und dann für den Unterricht, das Kommando und die Kontrolle über ihre Nachkommenschaft. Die sehr unterschiedliche evolutionäre Situation des Säugetiervaters wird ihn wahrscheinlich dazu zwingen, sich mehr auf den Bottom-up-Einfluss seiner Gene zu verlassen: Natur, nicht Nahrung , wenn Sie möchten. Wenn man die einfachere Situation bei Mäusen berücksichtigt, könnte dies sicherlich sowohl die väterliche Voreingenommenheit der Genexpression im Gehirn der Maus als auch deren Verschiebung bis zum Ende der Einflussdauer der Mutter erklären – ganz zu schweigen davon, warum die Gene des Vaters so stark exprimiert werden Limbische Hirnzentren, die sich mit energieverbrauchenden Themen wie Hunger, Durst und Wärmeregulation beschäftigen.

Und mehr bis zu dem Punkt, an dem die aufgeprägte Gehirntheorie betroffen ist, könnte es natürlich eine ähnliche Situation im menschlichen Fall vorschlagen. Wie ich schon in der Evolutionspsychologie schon um die Jahrhundertwende festgestellt habe, könnte dies die evolutionäre Grundlage der Kontroverse über die bittere Natur sein – besonders, wenn sie auf die kontroverseste Frage von allen zutrifft: die Genetik des Verhaltens, der Persönlichkeit und der Verstand.

(Mit Dank an Louis Badcock und die Wellcome Library, London.)