Homosexualitet kan orsakas av kemiska förändringar i DNA

”Baby, I was born this way”, sjöng Lady Gaga i en hit från 2011 som snabbt blev en hymn för homosexuella. Faktum är att forskare under de senaste två decennierna har hittat betydande bevis för att homosexualitet inte är ett livsstilsval, utan har sina rötter i en persons biologi och åtminstone delvis bestäms av genetiken. Ändå har de faktiska ”homosexuella generna” varit svårfångade.

En ny studie av manliga tvillingar, som planeras att presenteras vid årsmötet för American Society of Human Genetics (ASHG) i Baltimore, Maryland, i dag, skulle kunna hjälpa till att förklara denna paradox. Den visar att epigenetiska effekter, kemiska modifieringar av det mänskliga genomet som ändrar genaktiviteten utan att ändra DNA-sekvensen, kan ha ett stort inflytande på sexuell läggning.

Det nya arbetet, från Eric Vilains labb vid University of California (UC), Los Angeles, är ”spännande” och ”borde ha skett för länge sedan”, säger William Rice, evolutionär genetiker vid UC Santa Barbara, som 2012 föreslog att epigenetik spelar en roll för sexuell läggning. Men Rice och andra varnar för att forskningen fortfarande är preliminär och baserad på ett litet urval.

Forskare trodde att de var på spåren av ”homosexuella gener” 1993, när en grupp ledd av genetikern Dean Hamer vid National Cancer Institute rapporterade i Science att en eller flera gener för homosexualitet måste finnas på Xq28, ett stort område på X-kromosomen. Upptäckten skapade rubriker världen över, men vissa grupper kunde inte replikera resultaten och de faktiska generna har inte hittats – inte ens av en grupp som bekräftade Hamers identifiering av Xq28 i ett urval som var tio gånger större än hans förra år. Tvillingstudier antydde dessutom att gensekvenser inte kan vara hela förklaringen. Till exempel har en enäggstvilling till en homosexuell man, trots att han har samma arvsmassa, endast 20-50 procents chans att själv vara homosexuell.

Det är därför somliga har föreslagit att epigenetik – i stället för eller i tillägg till traditionell genetik – kan vara inblandad. Under utvecklingen utsätts kromosomer för kemiska förändringar som inte påverkar nukleotidsekvensen men som kan aktivera eller stänga av gener; det mest kända exemplet är metylering, där en metylgrupp fästs vid specifika DNA-regioner. Sådana ”epi-märken” kan sitta kvar under hela livet, men de flesta raderas när ägg och spermier produceras, så att ett foster börjar med ett tomt blad. Nya studier har dock visat att vissa märken förs vidare till nästa generation.

I en artikel från 2012 föreslog Rice och hans kollegor att sådana outplånade epi-märken kan leda till homosexualitet när de förs vidare från far till dotter eller från mor till son. Mer specifikt hävdade de att nedärvda märken som påverkar ett fosters känslighet för testosteron i livmodern skulle kunna ”maskulinisera” flickors hjärnor och ”feminisera” pojkars hjärnor, vilket skulle kunna leda till samkönad attraktion.

Dessa idéer inspirerade Tuck Ngun, postdoktor i Vilains labb, att studera metyleringsmönstren vid 140 000 regioner i DNA:t hos 37 par manliga enäggstvillingar som var diskordanta – vilket innebär att den ena var homosexuell och den andra heterosexuell – och 10 par som båda var homosexuella. Efter flera analysomgångar – med hjälp av en specialutvecklad algoritm för maskininlärning – identifierade teamet fem regioner i genomet där metyleringsmönstret verkar vara mycket nära kopplat till sexuell läggning. En gen är viktig för nervledningsförmågan, medan en annan har varit inblandad i immunfunktioner.

För att testa hur viktiga de fem regionerna är delade teamet upp de disharmoniska tvillingparen i två grupper. De tittade på sambanden mellan specifika epi-märken och sexuell läggning i den ena gruppen och testade sedan hur väl dessa resultat kunde förutsäga sexuell läggning i den andra gruppen. De kunde uppnå en noggrannhet på nästan 70 procent, även om det i presentationen klargörs att – i motsats till vad ett provocerande pressmeddelande från ASHG om studien antydde – denna förutsägelseförmåga endast gäller för studiens urval och inte för befolkningen i stort.

Den egentliga orsaken till att enäggstvillingar ibland får olika metyleringsmönster är inte klarlagd. Om Rices hypotes stämmer kan deras mödrars epi-märken ha raderats hos den ena sonen, men inte hos den andra; eller så kanske ingen av dem ärvde några märken, men en av dem tog upp dem i livmodern. I en tidigare granskning citerade Ngun och Vilain bevis för att metylering kan bestämmas av subtila skillnader i den miljö som varje foster upplever under dräktigheten, t.ex. deras exakta placering i livmodern och hur mycket av moderns blodtillförsel var och en av dem får.

Sådana subtila influenser är ”där det händer saker och ting”, säger psykologen J. Michael Bailey vid Northwestern University i Evanston, Illinois. ”Tvillingar som inte är överens är det bästa sättet att studera detta.” Men han och Rice varnar för att studien måste replikeras med fler tvillingar för att vara helt trovärdig. Sergey Gavrilets, evolutionsbiolog vid University of Tennessee, Knoxville, och medförfattare till Rices epigenetiska modell, tillägger att studien också skulle vara ”mer övertygande” om teamet kunde koppla de regioner som uppvisar epigenetiska skillnader till testosteronkänslighet i livmodern.

Vilains team understryker att fynden inte bör användas för att ta fram tester för homosexualitet eller ett missriktat ”botemedel”. Bailey säger att han inte är orolig för ett sådant missbruk. ”Vi kommer inte att ha möjlighet att manipulera sexuell läggning inom en snar framtid”, säger han. Och i vilket fall som helst, tillägger han, ”bör vi inte begränsa forskningen om ursprunget till sexuell läggning på grundval av hypotetiska eller verkliga konsekvenser.”