'คำสาปประจำตระกูล' การถ่ายทอดจากรุ่นสู่รุ่น

ความรู้ด้านพันธุศาสตร์สมัยใหม่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว และมีแง่มุมใหม่ที่เพิ่มเติมขึ้นมาอย่างมากมายชวนให้ตะลึง เช่น ลักษณะบางอย่างที่เกิดจากปัจจัยแวดล้อม ก็อาจส่งต่อไปยังลูกหลานได้ (ดังที่จะได้เล่าต่อไป) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์รุ่นเก่าๆ ก็จะเกิดอาการงงๆ ว่า เป็นไปได้อย่างไร เกิดเป็นสาขาใหม่เรียกว่า “อภิพันธุศาสตร์ (epigenetics)”

พูดให้เข้าใจง่ายๆ คือ ปัจจัยภายนอกอาจส่งผลแบบข้ามภพข้ามชาติไปปรากฏในรุ่นลูกรุ่นหลานได้เลยทีเดียว หรืออาจมองเป็น “คำสาปประจำตระกูล” ก็พอได้เลยทีเดียว

เมื่อเดือนเมษายน 2017 วารสาร Science (Vol. 356, Issue 6335, pp. 320-323, 21 Apr 2017) ตีพิมพ์งานวิจัยของคณะนักวิจัยชาวสเปนที่ทดลองในหนอน C. elegans ที่เป็นสัตว์ทดลองยอดนิยมชนิดหนึ่งที่มีขนาดจิ๋วมากยาวแค่ 1 มิลลิเมตร แต่ตัวที่ใช้ทดลองนี้เป็นหนอนสายพันธุ์จำเพาะที่สร้างขึ้น โดยเอายีนจากแมงกะพรุนไปใส่ไว้ ซึ่งถ้ากระตุ้นด้วยแสงยูวี ก็จะทำให้หนอนพวกนี้ตัวเรืองแสงเป็นสีเขียวขึ้นมาได้ แบบเดียวกับแมงกะพรุนต้นแบบ

พวกเขาทดสอบผลกระทบเรื่องอุณหภูมิที่หนอนพวกนี้ต้องเจอว่า จะถ่ายทอดต่อไปยังรุ่นลูกรุ่นหลานได้หรือไม่ โดยเริ่มจากเลี้ยงหนอนพวกนี้ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียส จากนั้นก็วัดดูว่ามีการสร้างยีนแปลกปลอมจากแมงกะพรุนมากน้อยเพียงใด ต่อไปก็ลองย้ายหนอนพวกนี้ไปไว้ที่อุณหภูมิสูงขึ้นคือ 25 องศาเซลเซียส ผลก็ไม่น่าแปลกประหลาดใจอะไรมากนัก คือ ยีนที่ใส่เข้าไปทำงานเพิ่มมากขึ้น เห็นพวกมันมีสีเขียวเรืองเข้มมากขึ้นภายใต้แสงยูวี 

แต่ไม่นานก็นำพวกมันกลับไปไว้ที่อุณหภูมิ 20 องศาเซลเซียสอีกครั้ง ถึงตอนนี้ก็เริ่มประหลาดขึ้นมาหน่อย คือ มันยังคงส่งแสงเรืองราวกับยังอยู่ที่ 25 องศา นักวิจัยมองว่านี่ถือได้ว่าเป็น “ความทรงจำเนื่องจากสิ่งแวดล้อม (environmental memory)” แบบหนึ่งได้ เพราะร่างกายจดจำว่าอุณหภูมิยังเป็น 25 องศา ทั้งๆ ที่ย้ายกลับมาอยู่ที่ 20 องศาแล้ว

นักวิทยาศาสตร์ทีมนี้สงสัยว่า “ความจำ” ลักษณะแบบนี้ “ถ่ายทอด” ได้หรือไม่ เลยจัดการเลี้ยงหนอนพวกนี้อย่างต่อเนื่องไป 5 รุ่น (ที่ 25 องศาเซลเซียส) ก่อนจะนำไปเลี้ยงไว้ที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่ารุ่นแล้วรุ่นเล่า ผลก็คือพวกมันยังคงเรืองแสงต่อไปได้นานต่อเนื่องถึง 14 รุ่น

โดยระหว่างนั้นไม่ต้องเจออุณหภูมิที่สูงกว่าเลย

ความสำคัญของงานวิจัยนี้ คือ มันแสดงให้เห็น “การถ่ายทอดลักษณะ” ที่ถูกกระตุ้นจากปัจจัยภายนอกอย่างยาวนานที่สุด ตั้งแต่เคยมีคนทดลองมา เนื่องจากหนอนพวกนี้มีวงจรชีวิตสั้นมากเมื่อเทียบกับคน เช่น 14 รุ่นในการทดลองนี้ใช้เวลาทดลองเพียง 50 วันเท่านั้น

ยังมีการทดลองทำนองนี้อีกเยอะนะครับ โดยเฉพาะที่ทำในหนู แต่ที่น่าตื่นเต้นก็คือ มีคนสังเกตพบผลกระทบที่ “อาจจะ” ถ่ายทอดแบบคำสาปในตระกูลในคนด้วยครับ

นักวิจัยจากนิวซีแลนด์ อังกฤษ และเนเธอร์แลนด์ ร่วมกันตีพิมพ์ (BJOG 2013: 120: 548-554) งานวิจัยที่ค้นพบว่า ผลจากความอดอยากยากแค้นในเนเธอร์แลนด์ช่วง ค.ศ.1944-45 (ราวปลายสงครามโลกครั้ง 2) ส่งผลกระทบกับแม่ที่ตั้งท้องและถ่ายทอดไปยังลูกได้

โดยพบว่าพ่อที่ทุโภชนาการ (ไม่ใช่แม่นะครับ) จะส่งผลให้ลูกที่คลอดออกมามีน้ำหนักมากกว่าและมีแนวโน้มเป็นโรคอ้วนมากกว่า เมื่อเทียบกับพ่อและแม่ที่ได้รับอาหารตามปกติ ขณะที่งานวิจัยอีกชิ้นหนึ่งก่อนหน้านั้น (BJOG 2008: 115: 1243–49) สรุปว่า ผลกระทบคล้ายคลึงกันนั้น ส่งต่อจากหญิงที่ตั้งครรภ์ไปยังรุ่นลูกและรุ่นหลานได้

ทฤษฎีหนึ่งที่ใช้อธิบายปรากฏการณ์ดังกล่าว ก็คือ ความอดอยากที่เกิดขึ้นไปเปลี่ยนแปลงลักษณะการเผาผลาญและเก็บสะสมสารอาหารในร่างกาย ทำให้มีความยืดหยุ่นน้อยลง และความเปลี่ยนแปลงดังกล่าวส่งมอบต่อไปยังรุ่นลูกได้ โดยไม่ต้องไปเปลี่ยนแปลงรหัสพันธุกรรมในดีเอ็นเอโดยตรง

โดยคาดว่าจะไปเปลี่ยนแปลงกระบวนการในขั้นตอนการสร้างอาร์เอ็นเอ (RNA) ซึ่งเป็นขั้นตอนการทำงานทางพันธุกรรมที่เกิดขึ้นภายหลังต่อมาอีกหน่อย

งานวิจัยอีกชิ้นหนึ่ง (Biol. Psychiatry, 2016; 80:372–380) ศึกษาในคนที่ผ่านการฆ่าล้างเผ่าพันธุ์โดยนาซี (40 คน) และลูกหลานของพวกเขา (31 คน) โดยพบกว่าคนกลุ่มนี้จะมีระดับของฮอร์โมนในกระแสเลือดที่ผิดกับกลุ่มคนทั่วไป โดยจะมีระดับของคอร์ติซอล (cortisol) ต่ำ โดยฮอร์โมนชนิดนี้จะช่วยให้ร่างกายกลับสู่สภาพปกติภายหลังเผชิญกับวิกฤตการณ์

กลไกเรื่องนี้จะซับซ้อนนิดนึง ก็คือ พบว่าผู้รอดชีวิตจะมีระดับเอนไซม์ที่ย่อยคอร์ติซอลต่ำ ทำให้คอร์ติซอลในเลือดไม่ต่ำจนเกินไป ซึ่งช่วยให้ตับและไตเก็บรักษากลูโคสและสารให้พลังงานอื่นกับร่างกายได้ดีขึ้น ซึ่งจำเป็นสำหรับภาวะขาดอาหารและความเครียดสูงอย่างยาวนาน

ยิ่งตอนเกิดเหตุ ผู้รอดชีวิตมีอายุน้อยเท่าใด ก็จะยิ่งมีเอนไซม์ย่อยคอร์ติซอลน้อยตามไปด้วยเท่านั้น โดยรุ่นลูกก็มีเอนไซม์ที่ว่าน้อยแบบเดียวกับรุ่นพ่อแม่ด้วย โดยเฉพาะกรณีที่ผู้รอดชีวิตเป็นแม่และเจ็บป่วยทางใจแบบ PTSD นอกจากนี้ พวกรุ่นลูกรุ่นหลานก็มีแนวโน้มจะเครียดง่าย และเกิด PTSD ง่ายกว่าคนปกติไปด้วยเช่นกัน

แถมยังเกิดความเครียดสูงได้ง่าย และเป็นโรคเกี่ยวกับการเผาผลาญอาหารบางอย่างง่ายกว่าคนทั่วไปอีกด้วย เช่น โรคเบาหวาน และโรคอ้วน โดยจะเห็นได้ชัดมากยิ่งขึ้นหากสภาวะแวดล้อมมีอาหารการกินสมบูรณ์ดี

โชคร้ายในรุ่นหนึ่งจึงอาจจะถ่ายทอดทางสายเลือดและกลายเป็น “คำสาปประจำตระกูล” ไปได้อย่างยาวนานอย่างไม่น่าเชื่อ!