Cea mai mare descoperire a lui Michael Skinner a început, așa cum se întâmplă adesea în povești științifice ca aceasta, cu un eșec genial. În 2005, când era încă un biolog tradițional în dezvoltare și acolade și atacuri erau încă pe viitor, un coleg de cercetare neliniștit a mers la biroul său pentru a-și cere scuze că a făcut un experiment cu un pas prea departe. În laboratoarele sale de la Universitatea de Stat din Washington, ea și Skinner au expus șobolani gravide la un perturbator endocrin - o substanță chimică cunoscută a interfera cu dezvoltarea fetală - în speranța de a deranja (și a obține, astfel, mai multă cunoaștere) a procesului prin care un făt născut devine fie de sex masculin, fie de sex feminin. Dar substanța chimică pe care au folosit-o, un fungicid agricol numit vinclozolin, nu a afectat niciodată diferențierea sexuală. Oamenii de știință au descoperit un număr mai mic de spermatozoizi și scăderea fertilității atunci când urmașii de sex masculin au ajuns la vârsta adultă, dar nu a fost o surpriză. Studiul părea un bust.
Din această poveste
[×] ÎNCHIS
„Conflictele cu indivizii rezolvă foarte puțin”, spune skinner. „Cel mai bun mod de a gestiona aceste lucruri este de a lăsa știința să vorbească de la sine.” (Brian Smale) 
Skinner a comercializat vânătoarea pentru pescuitul cu musca. (Brian Smale) 
Galerie foto
Totuși, din întâmplare, colegul lui Skinner îi crease pe nepoții acelor șobolani expuși, creând o a patra generație sau pe strănepoții subiectelor inițiale. - E în regulă, i-a spus Skinner. „La fel de bine le puteți analiza.” Dacă nimic altceva, credea el, exercițiul ar putea să-și ia mintea din greșeala ei. Așa că a mers mai departe și a studiat testiculele șobolanilor la un microscop.
Ceea ce au descoperit nu numai că va schimba direcția cercetării lui Skinner, ci va contesta și un principiu de bază al biologiei moderne. Și Skinner ar deveni precursorul unui nou mod de a gândi despre posibilele consecințe pe termen lung ale sănătății ale expunerii la substanțele chimice din mediu.
Descoperirile sale se referă la întrebarea de bază despre cum se transmit instrucțiunile biologice de la o generație la alta. De jumătate de secol, se știe că ADN-ul materialului genetic controlează acest proces; „scrisorile” din șirul ADN scriu mesaje care sunt transmise de la părinte la urmași și așa mai departe. Mesajele sunt sub formă de gene, echivalentul molecular al propozițiilor, dar nu sunt permanente. O schimbare într-o scrisoare, rezultatul unei mutații aleatorii, de exemplu, poate modifica mesajul unei gene. Mesajul modificat poate fi apoi transmis în schimb.
Lucrul ciudat la șobolanii de laborator de la Skinner a fost că la trei generații după ce mamele însărcinate au fost expuse fungicidului, animalele au avut un număr de spermatozoizi anormal de scăzut - dar nu din cauza unei schimbări în secvența lor ADN moștenită . Uimit, Skinner și echipa sa au repetat experimentele - o dată, de două ori, de 15 ori - și au găsit aceleași defecte ale spermei. Așa că au crescut mai mulți șobolani și au testat mai multe substanțe chimice, inclusiv substanțe care duc la boli în prostată, rinichi, ovare și sistemul imunitar. Din nou și din nou, aceste boli au apărut și în descendența a patra și a cincea generație de mame expuse la un produs chimic.
„În esență”, explică Skinner, „ceea ce bunicul tău a fost expus poate provoca boli la tine și la nepoții tăi.”
Și, uimitor, oricare ar fi calea bolii pe care o substanță chimică se deschidea în corpurile acoperite cu blană de șobolan, nu a început sau nu s-a încheiat cu o mutație a codului genetic. Skinner și echipa sa au descoperit că, pe măsură ce toxinele au inundat, au modificat modelul unor molecule simple numite grupe metil care se fixează pe ADN în celulele germinale ale fătului, care ar deveni în cele din urmă ouă sau spermă. La fel ca burritele lipite de un pulover tricotat, aceste molecule de metil au interferat cu funcționarea ADN-ului și au condus-o prin generațiile viitoare, deschizându-le pe fiecare nouă către aceleași boli. Aceste burcuri, cunoscute ca fiind implicate în dezvoltare, au persistat generații întregi. Fenomenul a fost atât de neașteptat încât a dat naștere unui nou câmp, cu Skinner un lider recunoscut, numit epigenetică transgenerațională sau studiul modificărilor moștenite care nu pot fi explicate de genetica tradițională.
Un studiu realizat de Skinner și colegii publicat anul trecut în jurnalul PLOS One a crescut considerabil ante. Bursurile nu erau doar atașate întâmplător, a descoperit Skinner. În schimb, s-au fixat în aranjamente particulare. Când a scăldat interiorul șobolanilor săi însărcinate în spray-uri de insecte, combustibil cu jet și BPA, componenta plastică recent interzisă de la biberoane, fiecare expunere a lăsat un model distinct de atașamente de grup metil care au persistat la strănepoții șobolanilor expuși.
Nu numai că mediul bunicii tale afectează sănătatea ta, a concluzionat Skinner, dar substanțele chimice la care a fost expus ar fi lăsat o amprentă pe care oamenii de știință o pot urmări.
Descoperirile indică un potențial diagnostic medical nou. În viitor, s-ar putea să te duci chiar la cabinetul medicului tău pentru a avea ecranele de metilare. Expunerea șobolanilor de laborator la DDT-ul chimic poate duce la obezitate în generațiile următoare - o legătură a echipei Skinner raportată în octombrie. Ipotetic, un medic s-ar putea să se uite într-o zi la tiparele de metilare devreme în viață pentru a-ți determina mai târziu riscul de obezitate. Mai mult, este posibil ca toxicologii să fie nevoiți să reconsidere modul în care studiază expunerile chimice, în special cele care apar în timpul sarcinii. Lucrarea ridică implicații pentru monitorizarea mediului, pentru determinarea siguranței anumitor substanțe chimice, poate chiar pentru stabilirea răspunderii în cazurile legale care implică riscuri de sănătate cu expunere chimică.
Aceste posibilități nu s-au pierdut în privința autorităților de reglementare, a industriilor, a oamenilor de știință și a celorlalți care sunt implicați în astfel de probleme. „Există două forțe care lucrează împotriva mea”, spune Skinner. „Pe de o parte, aveți interese cu bani care refuzați să accepte date care ar putea impune reglementări mai puternice cu privire la substanțele lor chimice cele mai rentabile. Pe de altă parte, aveți determinanți genetici care se agață de o paradigmă veche. ”
***
Michael Skinner poartă un Stetson gri cu o curea bronzată și se apleacă ușor în scaunul său din biroul său din campusul Pullman. Tija lui de pescuit cu muscă stă în colț și o pereche colosală nordică este montată pe perete. Un pescar aviatic de muște, Skinner, în vârstă de 57 de ani, s-a născut și a crescut în Rezervația indiană Umatilla din estul Oregonului. Patinatorii nu sunt de origine indiană, dar părinții lui dețineau acolo o fermă familială - „o experiență culturală bună”, spune el. Tatăl său a lucrat în asigurări, iar el și cei patru frați ai săi au crescut la fel ca cinci generații de Skinners în fața lor - vânătoare, pescuit și cowboying, învățând un mod de viață care să îi susțină la vârsta adultă.
Iubea aerul în aer liber, iar fascinația lui pentru modul în care natura funcționează a îndrumat un consilier de orientare școlară că o carieră în știință ar putea fi doar acel lucru. Avea vreo 12 ani și era adevărat că s-a lipit de el. În liceu și apoi la Reed College s-a luptat competitiv, iar astăzi susținătorii și criticii deopotrivă pot detecta un pic din vechiul său sinistru în felul în care abordează o problemă - din față. "Probabil că m-a învățat să mă confrunt, mai degrabă decât să evit provocările", spune el acum. De asemenea, sportul l-a dus la viitoarea sa soție, Roberta McMaster, sau Bobbie, care a ocupat rolul de jucător al echipei de lupte din liceu. „Am fost fascinat că cineva atât de tânăr știa exact ce vrea să facă cu viața lui”, își amintește Bobbie. El a propus căsătoria înainte de a se îndrepta spre facultate, iar cei doi au fost împreună de atunci și au doi copii mari.
El a participat la Universitatea de Stat din Washington pentru doctoratul său în biochimie, iar în acea perioadă el și Bobbie au trăit deseori la vânat pe care îl vânase. Nu a fost nemaiauzit să găsească un cerb proaspăt ucis atârnat în carportul locuinței lor pentru studenți. „Au fost ani slabi”, spune Bobbie. „Dar au fost oameni buni.”
După poziții la Vanderbilt și la Universitatea din California, San Francisco, Skinner a revenit la Washington State University. „Mi-am dorit un colegiu de cercetare mare într-un oraș rural”, spune el. El a petrecut următorul deceniu studiind modul în care genele se activează și se opresc în ovare și testicule și cum interacționează celulele acestor organe. Nu și-a propus să ia ideea centrală în biologie pentru o mare parte a secolului XX: determinism genetic, credința că ADN-ul este unicul model pentru trăsăturile de la culoarea părului și a ochilor până la capacitatea atletică, tipul de personalitate și riscul de boală.
Într-un anumit sens, această interpretare a determinismului genetic a fost întotdeauna simplificată. Oamenii de știință au înțeles de mult că mediile ne modelează în moduri misterioase, că natura și hrănirea nu sunt forțe opuse atât de mult ca colaboratori în marea artă a creării de oameni. Mediul, de exemplu, poate rampă și trage înapoi asupra activității genice prin grupări metil, precum și o serie de alte molecule care modifică și marchează complementul complet al ADN-ului unei persoane, numit genom. Dar, în mod normal, doar modificările secvenței ADN au fost transmise descendenților.
Atât de sigur era toată lumea din acest principiu de bază, încât președintele Bill Clinton a lăudat efortul de a finaliza prima lectură completă a genomului uman, spunând în iunie 2000 că această realizare va „revoluționa diagnosticul, prevenirea și tratamentul majorității, dacă nu toate bolile umane. „Când s-au împiedicat de un astfel de entuziasm, constatările lui Skinner au simțit o erezie. Și o perioadă, cel puțin, a fost criticat în consecință.
***
Criticii cercetărilor conduse de Skinner au subliniat că dozele de vinclozolin din studiile sale la șobolan au fost mult prea mari pentru a fi relevante pentru expunerea umană, și injectarea șobolanilor, spre deosebire de administrarea toxinelor prin alimentele lor, a exagerat efectele. "Ce face el nu are implicații reale evidente asupra evaluărilor riscurilor asupra substanțelor chimice", toxicologul EPA L. Earl Gray a fost citat să spună revistei Pacific Standard încă din 2009. Până la replicarea rezultatelor, "nu sunt sigur că chiar demonstrează principii de știință de bază. "
Skinner răspunde la atacurile asupra datelor sale, spunând că evaluarea riscurilor, de tipul pe care îl fac toxicologii, nu a fost obiectivul său. Mai degrabă, este interesat să descopere noi mecanisme biologice care controlează creșterea, dezvoltarea și moștenirea. „Abordarea mea este practic să-l lovesc cu un ciocan și să văd ce fel de răspuns primim”, spune el. El rămâne calm, chiar și atunci când este chemat să apere această abordare. „Conflictele cu persoanele se rezolvă foarte puțin”, spune el. „Cel mai bun mod de a gestiona aceste lucruri este de a lăsa știința să vorbească de la sine.”
Această știință a primit multă atenție (studiul vinclozolin a fost citat în literatura științifică de peste 800 de ori). Recent, revista Nature Review Genetics a cerut cinci cercetători de vârf să-și împărtășească părerile cu privire la importanța moștenirii epigenetice. Un „amestec de emoție și prudență”, este modul în care redactorii au descris răspunsurile, un cercetător argumentând că fenomenul a fost „cel mai bun candidat” pentru explicarea cel puțin a unor efecte transgeneraționale și o altă notare a faptului că ar putea, dacă este documentat complet, să aibă „Implicații profunde pentru modul în care considerăm moștenirea, pentru mecanismele care stau la baza bolilor și pentru fenotipuri care sunt reglementate de interacțiunile gen-mediu”.
Deși majoritatea criticilor lui Skinner au fost asigurați de date noi din laboratorul său și de alții, el spune că se simte încă încurcat. „Chiar încerc să fiu om de știință în primul rând”, spune el. „Nu sunt toxicolog sau chiar ecologist. Nu am venit la acest lucru ca avocat pentru sau împotriva vreunei politici sau politici anume. Am găsit ceva în date și l-am urmărit pe o cale logică, așa cum ar face orice cercetător de bază. ”
