Gén kölcsönhatások
Az etnikai identitás és az egészség szempontjából a gének két tág értelemben lehetnek relevánsak. Először is, a különböző etnikai csoportok génkészletei eltérő gyakorisággal tartalmazhatnak olyan allélokat egyes lókuszokon, amelyek relevánsak az egészségi állapot vagy a betegségfolyamatok szempontjából. Ezek a különbségek azonban önmagukban nem valószínű, hogy megmagyarázzák a társadalmilag azonosított faji és etnikai csoportok közötti széles körű és átható egészségügyi különbségeket.
Másrészt, egy adott genotípusból következő fenotípus a környezeti tényezőkkel való kölcsönhatás miatt etnikai csoportok között eltérő lehet. A környezetet ebben az összefüggésben kizárással definiáljuk, mint minden olyan hatást, amely nem a DNS-ben van kódolva. Így magában foglalja a 2. fejezetben említett összes többi tényezőt, beleértve a prenatális hatásokat, a táplálkozási hatásokat, az egészségügyi ellátás preventív következményeit, a kortárscsoportok nyomását, az iskolai végzettséget, a vallási oktatást, az otthonokban, a levegőben és a vízben lévő mérgeket, a munkahelyi veszélyeket, a munkahelyi stresszt, a fertőző ágenseknek való kitettséget és még sok-sok mást.
Sok mindent tudunk az ilyen környezeti tényezők széles körének etiológiai jelentőségéről; sokat tudunk a főbb gének és a poligénes rendszerek hatásáról is. Koncepcionálisan már régóta felismerték az e két nagy területen belüli és az azok közötti kölcsönhatások lehetőségét. Különböző okok miatt az e kölcsönhatások hangsúlyozására és jellemzésére irányuló kutatások a vártnál kevésbé fejlettek. Az egészségi állapotbeli különbségekre gyakorolt hatásuk még nem ismert, bár a felhalmozott szakirodalom – mind az emberi, mind az állatmodell-kutatásokból – jelentős. Itt csak néhány példát idézünk, de ezeknek a példáknak illusztrálniuk kell e kölcsönhatások nagy komplexitását, erejét és néha meghökkentő finomságát.
Az emberben két fő gén közötti kölcsönhatás játszik szerepet az Alzheimer-kór nagy és egyre növekvő egészségügyi probléma etiológiájában. Három különböző allélt-ε2, ε3 és ε4- írtak le a 19. kromoszómán található apoE-lokuszon. Általánosságban elmondható, hogy egy ε4 allél birtoklása az Alzheimer-kór kialakulásának fokozott kockázatával jár, kettő birtoklása pedig nagyobb kockázatot jelent, mint egy allél birtoklása. Ez utóbbi eredmény azonban egy másik lokusz, az ACT genotípusától függ. Az e lókusz egyik genotípusa esetében nincs különbség az apoE-lókusz egy vagy két ε4 alléljának birtoklásával járó kockázatban; egy másik ACT-genotípus esetében a kockázat némileg megemelkedett; a harmadik esetében pedig az egy és két ε4 allél közötti kockázati különbség ötszörös. Nyilvánvaló, hogy a különböző populációk allélgyakoriságának különbségeit vizsgálva szükség lehet arra, hogy a lokuszok két-, három- vagy nagyobb kollektíváival foglalkozzunk.
A klasszikus állatmodell-vizsgálat, amely azt mutatja, hogy a különböző genotípusok hatását egy fő lokuszon a szervezet poligénes háttere módosíthatja, Coleman és Hummel (1975) munkája. Egy adott lókuszon egy adott allél két példánya általában a cukorbetegség valamilyen megnyilvánulásához vezet egerekben, de két különböző, de rokon törzsben a kialakuló szindrómák feltűnően eltérőek: a vércukorszint és a testsúly kétszeresen különbözik, nagy különbségek vannak az élettartamban, az egyik törzsben a szigetsejtek hipertrófiája, a másikban atrófiája figyelhető meg.
A poligének és a környezet közötti kölcsönhatás prototipikus illusztrációja talán Cooper és Zubek (1958) munkája, akik két olyan környezeti körülmények között nevelt patkánycsalád labirintustanulási képességét mérték, amelyek az állatok által megtapasztalható ingerek változatosságában különböztek. A két törzset szelektíven tenyésztették a labirintusteljesítményre (Heron, 1935); az így kapott “labirintus-fényes” és “labirintus-tompa” vonalak feltűnően különböztek a labirintusmintázat megtanulása során elkövetett hibák számában, és – erős következtetéssel – a labirintusteljesítményre vonatkozó ismeretlen számú poligénikus lókusz allélkonfigurációja tekintetében. A differenciált nevelés eredménye az volt, hogy a világos vonalak nem profitáltak a gazdagításból, a tompák viszont igen; a tompa patkányokat nem érintette hátrányosan az elszegényedés, a világosakat viszont igen. Számos más vizsgálat mutatott ki hasonló eltérő genotípusú egér- vagy patkánycsoportok különböző fenotípusú környezeti manipulációkra adott eltérő válaszait.
A gén-környezet kölcsönhatás másik szemléletes újabb példáját a Drosophila legyek hosszú élettartamát befolyásoló kvantitatív tulajdonsági lókuszok (QTL-ek) vizsgálata szolgáltatja. A QTL-ek olyan lokuszok, amelyek egyelőre névtelenek maradnak, de kromoszómális helyük hozzávetőlegesen ismert. Vieira és munkatársai (2000) öt különböző környezeti nevelési körülmények között kerestek bizonyítékot az ilyen lókuszok élethosszra gyakorolt hatására. A rendkívüli eredmény az volt, hogy 17 QTL-t azonosítottak, de egyik sem volt releváns minden környezetre. Néhány csak az egyik nemre és csak egy környezetben hatott; mások mindkét nemre hatottak egy adott környezetben, de ugyanaz az allél az egyik nemnél hosszabb, míg a másiknál rövidebb élettartamhoz társult; mások két környezetben hatottak az egyik nemre, de ugyanaz az allél az egyik környezetben hosszabb, míg a másikban rövidebb élettartamhoz társult. A genetikai variancia egésze genotípus x nem kölcsönhatásban, genotípus x környezet kölcsönhatásban vagy mindkettőben szerepet játszott.
A gének és környezeti tényezők együtthatásának általános területén belül számos olyan vizsgálati irányvonal létezik, amely meggyőzően bizonyítja, hogy a környezet nemcsak statisztikai értelemben léphet kölcsönhatásba a genetikai tényezőkkel, hanem ténylegesen befolyásolhatja azt is, hogy mely gének fejeződnek ki. Egy leegyszerűsített magyarázat szerint egyes környezetek be- és kikapcsolhatják a géneket. E kutatások bizonyos részterületei különösen fontosak lehetnek a jelen téma szempontjából, és a különböző típusú stressznek a génexpresszióra gyakorolt hatásával foglalkoznak. Például a szakirodalom kiterjedt része (összefoglalóan például Hoffman és Parsons, 1991) leírja azokat a megfigyeléseket, amelyek arra utalnak, hogy a stresszes környezet gyakran növeli az öröklődhetőséget – a fenotípusos varianciának egy poligénrendszer kollektív hatásának tulajdonítható arányát – a legkülönbözőbb fenotípusok esetében a legkülönbözőbb szervezeteknél. A specifikus génekkel foglalkozó adatok jelentős része a “hősokk” fehérjékre vonatkozik, amelyek a Drosophilában magas hőmérsékletű környezetnek való kitettség után termelődnek. Úgy tűnik, hogy ezek a fehérjék megvédik a szervezet más fehérjéit a stresszes környezet okozta károsodástól vagy pusztulástól. Emlősökből származó példa a patkányok mellékveséjében a specifikus RNS-ek szintjének emelkedése az immobilizációs stresszt követően (McMahon és mtsai., 1992). A biológiai-viselkedésbeli hatásokra egyértelműen utal egy olyan vizsgálat, amely kimutatta, hogy a klasszikus pavlovi kondicionálás – a láblökés és egy hallási inger párosítása – azt eredményezheti, hogy a környezet egy korábban semleges tulajdonsága képes a patkányok agyi régióiban egy bizonyos mRNS stresszel kapcsolatos kifejeződését kiváltani (Smith és mtsai., 1992). Ezek a kutatási irányok talán különösen fontosak a diszkriminációs stressz szerepére vonatkozó hipotézisek, például Thayer és Friedman (2004) hipotézisei szempontjából.