Michael Skinner legnagyobb felfedezése, amint ez gyakran történik az ilyen tudományos történetekben, ragyogó kudarccal kezdődött. 2005-ben, amikor még mindig hagyományos fejlődési biológus volt, és az elismerések és a támadások még mindig a jövőben voltak, egy elkényeztetett kutató munkatársa elment irodájába, hogy bocsánatot kérjen azért, hogy túl messzire tett egy kísérletet. A washingtoni állambeli egyetemi laboratóriumában ő és Skinner vemhes patkányokat endokrin károsító hatású anyaggal - egy olyan vegyi anyaggal, amely ismert módon zavarja a magzati fejlődést - tette ki annak a reményében, hogy megzavarja (és így jobban megismerheti a folyamatot), amellyel a magzat válik férfi vagy nő. De az általuk alkalmazott vegyszer, a vinklozolin nevű mezőgazdasági gombaölő szer végül is nem befolyásolta a szexuális differenciálódást. A tudósok alacsonyabb spermiumszámot és csökkent termékenységet találtak, amikor a hím utódok felnőttkorba kerültek, de ez nem volt meglepő. A tanulmány mellszobornak tűnt.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
„Az egyénekkel való konfliktus nagyon kevés megoldást jelent” - mondja Skinner. „A legjobb módja ezeknek a dolgoknak a kezelésére, ha hagyjuk, hogy a tudomány önmagáért beszéljen.” (Brian Smale) 
Skinner kereskedelmet folytatott légyhorgászat céljából. (Brian Smale) 
Képgaléria
Ám véletlenül Skinner kollégája a kitett patkányok unokáit tenyésztette, létrehozva egy negyedik generációt, vagy az eredeti alanyok unokáit. - Jól van - mondta Skinner. - Ön is elemezheti őket. - Ha semmi más, gondolta a férfi, a gyakorlat leronthatja a hibáját. Tehát továbbment, és mikroszkóp alatt megvizsgálta a patkányok herékét.
Amit megtaláltak, nemcsak megváltoztatná Skinner kutatásának irányát, hanem megkérdőjelezi a modern biológia alapvető elvét. És Skinner az új gondolkodásmód előfutára lesz a környezeti vegyi anyagoknak való kitettség hosszú távú lehetséges következményeiről.
Felismerései arra az alapvető kérdésre vonatkoznak, hogy a biológiai utasításokat hogyan továbbítják az egyik nemzedékről a másikra. Fél évszázad óta köztudott, hogy a genetikai anyag DNS irányítja ezt a folyamatot; a „betűk” a DNS-szálban megfogalmazzák az üzeneteket, amelyeket a szülõktõl az utódoknak továbbítanak és így tovább. Az üzenetek gének, mondatok molekuláris egyenértékének formájában érkeznek, de nem állandóak. Egy levél megváltozása, például véletlenszerű mutáció eredményeként megváltoztathatja a gén üzenetét. A megváltozott üzenet ehelyett továbbadható.
A furcsa dolog Skinner laboratóriumi patkányainál az volt, hogy három generáció után, amikor a várandós anyakat kitették a gombaölő szereknek, az állatokban rendkívül alacsony volt a spermiumszám - de nem az öröklött DNS-szekvencia megváltozása miatt . Zavartan Skinner és csapata megismételte a kísérleteket - egyszer, kétszer, 15-szer - és ugyanazokat a spermahiányokat találta meg. Tehát több patkányt tenyésztettek és több vegyi anyagot is teszteltek, ideértve azokat az anyagokat is, amelyek prosztata, vese, petefészek és immunrendszer betegségekhez vezetnek. Ezek a betegségek megismétlődtek a vegyi anyagnak kitett anyák negyedik és ötödik generációs utódjában is.
„Lényegében - magyarázza Skinner -, ami a nagyanyjanak kitett, betegséget okozhat neked és unokáidban.”
És megdöbbentően, bármi is volt a betegség útja, amelyben a vegyi anyag kinyílt a patkányok prémmel borított testében, az nem a genetikai kódban bekövetkező mutációval kezdődött vagy végződött. Skinner és csapata ehelyett azt tapasztalta, hogy a toxinok beáramlásával megváltoztatták az egyszerű metilcsoportoknak nevezett molekulák mintázatát, amelyek a magzat csíravonal-sejtjeiben rögzülnek a DNS-hez, és amelyek végül tojásává vagy spermájává válnak. Mint a kötött pulóverhez ragasztott burrok, ezek a metil-molekulák beavatkoztak a DNS működésébe, és a következő nemzedékek során végigfuttatták őket, mindegyik újat megnyitva ugyanazon betegségek számára. Ezek a fúrások, amelyekről ismert, hogy részt vesznek a fejlesztésben, nemzedékek óta fennmaradtak. A jelenség annyira váratlan volt, hogy új területre vezetett: Skinnerrel elismert vezetővel nevezték el a transzgenerációs epigenetikát, vagy olyan örökölt változások tanulmányozását, amelyeket a hagyományos genetika nem magyarázhat meg.
Skinner és munkatársai által a múlt évben a PLOS One folyóiratban közzétett tanulmány jelentősen megnövelte az előzetes beszámolót. A borda nem csak véletlenül volt csatolva, találta Skinner. Ehelyett speciális elrendezésekben rögzítették magukat. Amikor vemhes patkányok belsejét bugpermettel, sugárhajtóműben és BPA-ban mosta, a műanyag alkatrészt nemrégiben tiltották a csecsemők számára, mindegyik expozíció különálló metilcsoport-kötődési mintát hagyott fenn, amely a kitett patkányok unokáin fennmaradt.
Nagy-nagymamád környezete nemcsak az egészségi állapotot befolyásolja - vonta le a következtetéseket Skinner, de a vegyi anyagok, amelyeknek kitett, ujjlenyomatot hagyhatott, amely a tudósok valóban nyomon követhető.
Az eredmények potenciálisan új orvosi diagnosztikára utalnak. A jövőben akár orvoshoz is fordulhat, hogy szűrővizsgálatot végezzen. A laboratóriumi patkányoknak a DDT vegyi anyagnak való kitettsége elhízáshoz vezethet a következő generációkban - ezt a kapcsolatot Skinneri csapat októberben jelentette. Hipotetikusan, az orvos valamikor az élet korai szakaszában megnézheti a metilezési mintázatokat, hogy később meghatározza az elhízás kockázatát. Sőt, a toxikológusoknak át kell fontolniuk a vegyi expozíció vizsgálatának módját, különösen a terhesség alatt bekövetkező expozíciókat. A munka kihat a környezet megfigyelésére, az egyes vegyi anyagok biztonságosságának meghatározására, esetleg a felelősség megállapítására a vegyi expozíció egészségügyi kockázatával járó jogi esetekben is.
Ezeket a lehetőségeket nem veszítették el a szabályozók, az ipar, a tudósok és az ilyen ügyekben érdekelt más személyek. „Két erő dolgozik velem szemben” - mondja Skinner. „Az egyik oldalon pénzes érdekeid vannak, amelyek megtagadják az olyan adatok elfogadását, amelyek a jövedelmezőbb vegyi anyagok szigorúbb előírásait kényszeríthetik. A másik oldalon vannak olyan genetikai deterministák, akik ragaszkodnak egy régi paradigmához. "
***
Michael Skinner egy szürke Stetson-t viselt, cserzett szíjjal, és könnyedén hátradőlt a székében, az irodájában, a Pullman-egyetemen. Repülőhorgászbotja áll a sarokban, és a falra egy kolosszusos északi csuka van felszerelve. Egy lelkes légyhalász, 57 éves Skinner, született és nőtt fel az Umatilla indiai rezervátumban, Oregon keleti részén. A Skinners nem indiai származású, de szülei egy családi gazdaságot tartottak ott - „jó kulturális élmény” - mondja. Apja biztosításban dolgozott, és négy testvérével ugyanúgy nőtt fel, ahogyan Skinners öt generációja előtte volt - vadászat, horgászat és cowboying, olyan életmód megtanulása, amely fenntartja őket felnőttkorban.
Imádta a szabadban, és a természet működése iránti érdeklődés arra késztette az iskolai tanácsadói tanácsot, hogy a tudományos karrier csak a dolog legyen. Körülbelül 12 éves volt, és igaz volt abban, hogy megragadt vele. Középiskolában, majd a Reed Főiskolán versenyképesen birkózott fel, és ma támogatói és kritikái egyaránt felfedezhetik a régi küszködő énjét, miként közelít egy problémához. "Valószínűleg megtanította nekem, hogyan kell szembenézni, ahelyett, hogy elkerüljük a kihívásokat" - mondja most. A sport a jövőbeli feleségéhez, Roberta McMasterhez vagy Bobbie-hez vezetett, aki középiskolai birkózó csapatának pontozója volt. „Nagyon lenyűgözött, hogy olyan fiatalok pontosan tudták, mit akarnak tenni az életével” - emlékszik vissza Bobbie. A házasságot javasolta, mielőtt egyetemre indul, és a kettő már azóta együtt volt, és két felnőtt gyermeke van.
Biokémiai doktori fokozatán vett részt a Washingtoni Állami Egyetemen, és ez idő alatt Bobbieval gyakran vadászott vadállatokon éltek. Nem volt hallhatatlan, hogy frissen megölt szarvasat lógtak a hallgatójuk lakóhelyének dobozában. "Sovány évek voltak" - mondja Bobbie. - De jók voltak.
A Vanderbiltnél és a San Francisco-i kaliforniai egyetemen betöltött pozíciója után Skinner visszatért a Washingtoni Állami Egyetemen. „Nagy kutatóiskola akartam egy vidéki városban” - mondja. A következő évtizedben arra törekedett, hogy tanulmányozza, hogyan kapcsolnak be és ki a gének a petefészekben és a hereben, és hogyan működnek ezek a szervek sejtjei. A XX. Század nagy részében nem akart átvenni a biológia központi gondolatát: a genetikai determinizmust, azt a hitet, hogy a DNS a haj és a szem színétől az atlétikai képességig, a személyiség típusáig és a betegség kockázatáig terjedő tulajdonságok egyedüli terve.
Bizonyos értelemben a genetikai determinizmus ezt az értelmezését mindig egyszerűsítették. A tudósok régóta megértették, hogy a környezetek titokzatos módon formálnak bennünket, hogy a természet és az ápolás nem annyira ellentétes erők, mint az emberi készítés nagy művészetében közreműködők. A környezet például metilcsoportokon keresztül felgyorsíthatja és visszahúzhatja a génaktivitást, valamint számos más molekulát, amelyek módosítják és megjelölik az ember teljes DNS-komplementjét, az úgynevezett genomot. De általában csak a DNS-szekvencia változásai kerültek át az utódokra.
Annyira biztos volt ezen alapelv, hogy Bill Clinton elnök dicsérte az emberi genom első teljes olvasmányának befejezésére tett erőfeszítéseket, 2000. júniusában kijelentve, hogy ez az eredmény „forradalmasítja a legtöbb, ha nem az összes emberi betegség diagnosztizálását, megelőzését és kezelését. Amikor Skinner megállapításai ilyen lelkesedés ellen küzdenek, eretnekségnek érezték magukat. És legalább egy ideig ennek megfelelően kritizálták.
***
A Skinner által vezetett kutatás kritikusai rámutattak, hogy patkánykísérleteiben a vinklozolin dózisai túlságosan nagyak voltak ahhoz, hogy relevánsak legyenek az emberi expozíciónak, és a patkányok injekciózása, szemben a toxinok táplálékukon keresztüli beadásával, túlzott hatást fejt ki. "Amit csinál, nincs valódi nyilvánvaló hatása a vegyi anyag kockázatbecslésére" - idézték az EPA toxikológusának L. Earl Grey-t, aki a Pacific Standard magazinnak beszélt 2009-ben. Amíg az eredményeket megismételik, "nem vagyok biztos benne, hogy még a tudomány alapelveit is bemutatják. ”
Skinner az adatokkal kapcsolatos támadásokra úgy válaszol, hogy a toxikológusok által végzett kockázatértékelés nem volt a célja. Inkább új biológiai mechanizmusok feltárása iránt érdeklődik, amelyek ellenőrzik a növekedést, fejlődést és az öröklődést. "Az a megközelítésem, hogy alapvetően kalapáccsal kell megütni, és meg kell nézni, hogy milyen választ kapunk" - mondja. Nyugodt marad, még akkor is, ha felszólítják e megközelítés védelmére. "Az egyénekkel való konfliktus nagyon kevés megoldást jelent" - mondja. "A legjobb módja ezeknek a dolgoknak a kezelésére, ha hagyjuk, hogy a tudomány önmagáért beszéljen"
Ez a tudomány sok figyelmet kapott (a vinklozolin-tanulmányt a tudományos irodalomban több mint 800 alkalommal idézték). Nemrégiben a Nature Reviews Genetics folyóirat öt vezető kutatót kért fel, hogy osszák meg véleményüket az epigenetikus öröklés fontosságáról. Az izgalom és a körültekintés keveréke az, ahogyan a szerkesztők leírták a válaszokat, az egyik kutató azzal érvelt, hogy a jelenség a „legjobb jelölt” legalább néhány transzgenerációs hatás magyarázatához, a másik pedig megjegyzi, hogy ha teljes mértékben dokumentálva lenne, akkor a "Mély következményekkel jár az öröklődés, a betegségek alapjául szolgáló mechanizmusok és a gén-környezet kölcsönhatások által szabályozott fenotípusok szempontjából."
Noha Skinner kritikáinak többségét a laboratóriumából és másokból származó új adatok megnyugtatták, azt állítja, hogy még mindig zavartnak érzi magát. "Elsőként és leginkább tudósként próbálok tudós lenni" - mondja. „Nem vagyok toxikológus vagy akár környezetvédő is. Nem arra gondoltam, hogy egy adott vegyi anyag vagy politika ellen vagy ellen támogassam. Találtam valamit az adatokban, és logikai úton haladtam, ahogy minden alapkutató is tenné. ”
