Най-накрая знаем как сперматозоидите „помнят“ и предават некодирани от ДНК черти на ембрионите

Сканираща електронна микрофотография на сперматозоиди. (Steve Gschmeissner/Science Photo Library/Getty Images)

Проучвания при бозайници показват, че „спомените“ за различни въздействия на околната среда – като напр диета , тегло и стрес – се предават от бащи на потомство, въпреки тези състоянияне е кодиран зав ДНК последователностите, носени от спермата. Сега имаме ново обяснение как е възможно.

Историята има много общо с епигенетика . Молекулите, които се прикрепят към ДНК, могат да действат като превключватели за включване и изключване, които контролират кои участъци от ДНК да се използват – но досега не знаехме коя от тези молекули може да пренесе настройките, белязани от житейския опит на баща, за да бъдат включени в ембрион чрез сперма.

„Големият пробив с това изследване е, че то идентифицира не-базирано на ДНК средство, чрез което сперматозоидите запомнят околната среда на бащата (диета) и предават тази информация на ембриона“, казах Епигенетикът от университета Макгил Сара Киминс.

Използвайки мишки, епигенетикът Ариан Лисмер и колеги успяха да демонстрират, че ефектите от диета с дефицит на фолиева киселина могат да бъдат предадени чрез промяна на молекулите на хистон в спермата. Просто казано, хистоните са наистина основни протеини, които ДНК се навива за съхранение без заплитане.

При бозайниците, когато мъжките тела изграждат сперматозоиди, те изхвърлят повечето от хистоновите макари, за да позволят по-плътно опаковане.

Но малък процент все още остава (1 процент при мишки и 15 процента при хора), осигурявайки скеле за ДНК в региони, специфични за създаването и функционирането на спермата, метаболизма и развитието на ембриона – за да позволи на клетъчните механизми да използват тези ДНК инструкции.

Химическа модификация на тези хистони – най-често срещаната форма е метилиране – е това, което позволява или предотвратява „разчитането“ на ДНК, така че да може да се транскрибира в протеинови продукти. Лошата диета може да накара тези хистони да променят статуса си на метилиране.

Това е причинатачуваме зана значението на фолиевата киселина за жените по време на бременност : Фолиевата киселина на майката помага за стабилизирането на метилирането на ДНК в техните малки.

Чрез хранене на мъжки мишки с диета с дефицит на фолиева киселина от времето, когато са били отбити, изследователите са успели да проследят промените в хистоните от спермата на мъжките и в получените ембриони. И наистина, хистоновите промени в сперматозоидите също присъстват в развиващия се ембрион.

'Никой не е успял да проследи как тези наследствени екологични сигнатури се предават от спермата на ембриона преди', каза Лисмер .

Екипът също така откри, че тези ефекти могат да бъдат кумулативни и да доведат до увеличаване на тежестта на вродените дефекти.

Интересното е, че вродените дефекти, наблюдавани при мишките, включително недоразвитие при раждането игръбначни аномалии, са добре документиран в човешките популации с дефицит на фолат.

Изследователите се надяват, че разширяването на познанията ни за механизмите на наследяване ще разкрие нови начини за лечение и предотвратяване на такива състояния. Но преди това има още много неща за работа.

„Следващите ни стъпки ще бъдат да определим дали тези вредни промени, предизвикани в протеините на спермата (хистони), могат да бъдат поправени. Имаме вълнуваща нова работа, която подсказва, че това наистина е така“, казах Киминс.

Това изследване е публикувано в Клетка за развитие .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.