Eerst even voor de techneuten onder ons, daarna in verstaanbaar Nederlands...

  Epigenetica is een deel van de genetica dat onderzoekt hoe genen aan- en uitgezet kunnen worden zonder dat de volgorde van het DNA verandert. Dit gebeurt bijvoorbeeld door chemische toevoegingen aan het DNA, zoals methylgroepen, of door de manier waarop het DNA is verpakt met eiwitten, zoals histonen.

 Epigenetica bestudeert ook hoe omgevingsfactoren de ontwikkeling van een organisme beïnvloeden. De veranderingen die door epigenetica worden bestudeerd, kunnen erfelijk zijn, zelfs als ze de DNA-sequentie zelf niet veranderen. Deze veranderingen voegen extra lagen informatie toe aan de genetische code

Een praktisch voorbeeld, zodat het verstaanbaar wordt voor Jan met de pet:

Stel je voor dat we drie generaties muizen hebben: grootouders, ouders, en kinderen. We willen onderzoeken hoe epigenetica werkt in deze muizenfamilie.

de eerste generatie: opa en oma

  Laten we zeggen dat de grootouders-muizen in een omgeving leven met weinig voedsel. Door deze stressvolle omstandigheden verandert de chemische structuur rond sommige van hun genen. Bijvoorbeeld, een methylgroep wordt aan bepaalde delen van hun DNA toegevoegd, wat ervoor zorgt dat sommige genen die met stofwisseling te maken hebben minder actief worden. Deze aanpassingen helpen de muizen om beter met weinig voedsel om te gaan.

de tweede generatie: papa en mama

   Wanneer de grootouders muizenbaby’s krijgen (de ouders), erven de ouders deze chemische veranderingen, ondanks dat hun DNA-sequentie niet veranderd is. De genen die door de methylgroepen werden aangepast in de grootouders, zijn bij de ouders ook minder actief. Hierdoor hebben de ouders een stofwisseling die beter is aangepast aan een omgeving met weinig voedsel.

de derde generatie: de kinderen

   Stel nu dat de ouders in een omgeving leven waar voldoende voedsel beschikbaar is, maar ze dragen nog steeds de epigenetische aanpassingen die ze van hun ouders hebben geërfd. Wanneer zij zelf kinderen krijgen (de derde generatie), kunnen ze deze epigenetische veranderingen doorgeven, zelfs als de kinderen in een omgeving met veel voedsel opgroeien. De kinderen kunnen dus een stofwisseling hebben die beter is afgestemd op schaarse omstandigheden, ondanks dat zij zelf nooit honger hebben geleden.

 In dit voorbeeld laat epigenetica dus zien hoe omgevingsfactoren (zoals voedseltekort) kunnen leiden tot chemische veranderingen in het DNA van een organisme. Deze veranderingen kunnen van generatie op generatie worden doorgegeven zonder de basisvolgorde van het DNA te veranderen, waardoor nakomelingen bepaalde eigenschappen erven die hen helpen om te gaan met de omstandigheden waarin hun voorouders leefden. 

 Hiermee samenhangend is de recentere optogenetica-techniek. Hierbij gaan onderzoekers licht gebruiken om bepaalde hersencellen (neuronen) aan of uit te zetten. Dit wordt gedaan met behulp van speciale eiwitten uit sommige algen (die reageren op blauw licht: AAN)  en sommige bacteriën (die reageren op groen licht: UIT).

  Door deze lichtgevoelige eiwitten in bepaalde neuronen (hersencellen) te plaatsen, kunnen wetenschappers heel precies controleren welke neuronen actief zijn en welke niet. Dit helpt bij het bestuderen van hoe de hersenen werken en kan bijdragen aan het ontwikkelen van behandelingen voor hersenaandoeningen.

<-