ДНК не при чем: ученые доказали, что диета и уровень стресса отцов напрямую влияют на потомство
Оказалось, что режим питания, наличие избыточного веса и стресс отцов во время зачатия влияют на потомство не меньше, чем признаки, унаследованные через ДНК
Давно известно, что ДНК родителей является основным фактором, определяющим степень здоровья потомства. Однако наследование через ДНК — это только часть истории; образ жизни отца (его диета, наличие избыточного веса и уровень стресса) также влияют на здоровье его потомства. Это происходит через эпигеном — наследуемые биохимические метки, связанные с ДНК и связывающими ее белками. Но как именно эта информация передается при оплодотворении, а также точные механизмы и молекулы сперматозоидов, которые участвуют в этом процессе, до сих пор оставалось неясным.
Новое исследование, недавно опубликованное в журнале Developmental Cell, сделало значительный прогресс в этой области, определив, как информация об окружающей среде передается не-ДНК молекулами сперматозоидов. Это открытие продвигает научное понимание наследственности отцовского жизненного опыта и потенциально открывает новые возможности для изучения передачи заболеваний и их профилактики.
«Большой прорыв в этом исследовании заключается в том, что оно выявило не связанные с ДНК средства, с помощью которых сперматозоиды запоминают окружающую среду (например, диету) отца и передают эту информацию эмбриону», — рассказала Сара Кимминс, сотрудник кафедры исследований в области эпигенетики, репродукции и развития. Статья основана на 15-летнем исследовании ее группы.
Чтобы определить, как информация, влияющая на развитие, передается эмбрионам, исследователи манипулировали эпигеномом сперматозоидов, посадив самцов лабораторных мышей на диету с дефицитом фолиевой кислоты, а затем отслеживая влияние на определенные группы молекул в белках, связанных с ДНК.
Они обнаружили, что вызванные диетой изменения определенной группы молекул (метильных групп), связанных с гистоновыми белками (которые имеют решающее значение для «упаковки» ДНК в ядре клетки), привели к изменениям в экспрессии генов у эмбрионов и врожденным дефектам позвоночника и черепа. Примечательно то, что изменения метильных групп гистонов в сперме передавались при оплодотворении и оставались в развивающемся эмбрионе.
«Наши следующие шаги будут заключаться в том, чтобы определить, можно ли исправить эти вредные изменения, индуцированные в белках сперматозоидов. У нас есть все основания полагать, что это возможно», — добавила Кимминс. Чем лучше медики понимают процессы, лежащие в основе плохой наследственности – тем выше шансы того, что в будущем можно будет исправить даже некоторые врожденные патологии.