Những cái ôm của cha mẹ rất quan trọng trong hành trình phát triển về tinh thần của một đứa trẻ. Ảnh minh họa: J.P.

Việc kích hoạt phản ứng với căng thẳng là cách quan trọng mà môi trường có thể thay đổi ghi chú ngoại di truyền. Khi cơ thể cố gắng thích nghi với căng thẳng từ trải nghiệm, nó bật tắt một vài gen, đặc biệt là loại gen điều hòa cách bạn sẽ phản ứng với các sự kiện căng thẳng trong tương lai.

Tiến trình epigenome hoạt động cùng genome để phản ứng với môi trường gọi là điều hòa ngoại di truyền và điều này rất quan trọng để hiểu tại sao căng thẳng độc hại lại nguy hại đến thế đối với sức khỏe suốt cuộc đời. Khi một đứa trẻ bốn tuổi bị gãy xương, sang chấn đó không được mã hóa trong epigenome; nó không ảnh hưởng đến đứa nhỏ về lâu dài.

Nhưng nếu một đứa trẻ 4 tuổi trải nghiệm căng thẳng và nghịch cảnh mạn tính, một vài loại gen điều hòa cách não bộ, hệ miễn dịch và hệ nội tiết phản ứng với căng thẳng sẽ được kích hoạt và một số loại gen khác bị tắt đi, và trừ khi có can thiệp, chúng sẽ cứ mãi như thế, thay đổi cách cơ thể đứa trẻ hoạt động, và trong một số trường hợp, dẫn đến bệnh tật và chết yểu.

Có nhiều tiến trình chịu trách nhiệm cho điều hòa ngoại di truyền, nhưng chúng ta biết rõ nhất hai tiến trình liên quan đến việc di truyền của căng thẳng, là methyl hóa ADN và biến đổi phân tử histone. Trong methyl hóa ADN, một chỉ dấu sinh hóa gọi là nhóm methyl được gắn vào đầu chuỗi ADN.

Chỉ dấu đó ngăn gen được kích hoạt; nó giống như biển báo "không làm phiền" treo trên cửa phòng khách sạn. Nó nói nhóm quản gia ADN đừng vào phòng và diễn dịch chuỗi gen đó thành protein, về cơ bản là khiến phần mã gen đó hoàn toàn câm lặng.

Histone giống như vòng bảo vệ của ADN. Chúng là những protein giam giữ vật liệu gen, ngăn không cho cơ chế diễn dịch ADN chạm đến vật liệu này. Khi một vài chỉ dấu sinh hóa được gắn vào histone, histone sẽ biến đổi, chúng thay đổi hình dạng và nở to hơn, cho phép ADN được đọc và diễn dịch. Quay trở lại với chuột mẹ chuột con kể trên.

Nghiên cứu "liếm láp lũ con" là một ví dụ tuyệt vời cho kiểu điều hòa ngoại di truyền này. Meany và cộng sự đã thấy rằng những chuột mẹ liếm láp nhiều thì giải phóng serotonin ở mức cao hơn ở lũ con. Bạn có thể đã nghe nói serotonin là thuốc chống trầm cảm tự nhiên của cơ thể.

Nó thúc đẩy tâm trạng và tương đương như thuốc Prozac. Serotonin này không chỉ giúp lũ chuột con "cảm thấy tốt hơn", nó còn kích hoạt một tiến trình hóa học làm thay đổi việc diễn dịch phần ADN điều hòa phản ứng với căng thẳng. Meany và đồng đội cuối cùng đã chứng minh việc liếm láp và chải lông ấy cuối cùng làm thay đổi chỉ dấu ngoại di truyền ở ADN chuột con, dẫn đến những thay đổi suốt đời trong phản ứng với căng thẳng.

Kiểu thay đổi ngoại di truyền này giống như lối tắt giao tiếp với tự nhiên. Khi chuột mẹ không liếm láp lũ con, chúng đang nói với lũ nhỏ rằng phải thận trọng với môi trường, phải cảnh giác cao.

Thay vì chờ đợi tiến trình kéo dài cả vài thế hệ cho việc thích nghi di truyền làm thay đổi ADN của lũ con, thông tin môi trường này đã truyền xuống lũ chuột con rất nhanh chóng thông qua một thay đổi trong epigenome.

Để nhìn rõ hơn tiến trình này, nhóm nghiên cứu Meaney đã làm một việc rất thông minh: họ tráo một vài chuột con khi chúng mới sinh. Họ đưa chuột con của chuột mẹ liếm láp nhiều sang chuột mẹ ít liếm láp và ngược lại. Nghiên cứu đã thấy rằng việc methyl hóa ADN ở chuột con giống mô hình của mẹ nuôi, không phải mẹ đẻ.

Hành vi của chúng cũng vậy, nếu được sinh ra bởi chuột mẹ liếm láp nhiều và nuôi dưỡng bởi chuột mẹ liếm láp ít, một chuột con lớn lên thành một con chuột trưởng thành đầy lo lắng với mức hormone căng thẳng cao và bản thân nó cũng ít liếm láp con mình.

Meany và đồng nghiệp đã thấy rằng những khác biệt trong việc liếm láp và chải lông diễn ra từ rất sớm (trong trường hợp này là mười ngày đầu đời của chuột con) đã tạo ra khác biệt to lớn. Không dừng lại ở đó, Meany và cộng sự đã kiểm tra xem có thể đảo ngược mô hình methyl hóa ADN sau khi chuột đã trưởng thành hay không.

Sử dụng trichostatin A, một dung dịch có thể kéo chỉ dấu methyl ra khỏi ADN, họ đã nghĩ ra cách thay đổi mô hình methyl hóatheo cách hóa học. Khi họ tiêm dung dịch TSA vào não chuột con trưởng thành của chuột mẹ liếm láp nhiều và liếm láp ít, nó đã loại bỏ hoàn toàn những thay đổi trong phản ứng với căng thẳng ở lũ chuột trưởng thành này.

Với tôi, nghiên cứu này gây ấn tượng mạnh vì hai lý do. Nó cho thấy cơ chế của những thay đổi dài hạn này không đơn giản chỉ là di truyền. Những trải nghiệm nghịch cảnh của bệnh nhân Bayview là yếu tố ảnh hưởng đến ADN của họ và rất có thể đã thay đổi họ theo cách ngoại di truyền.