Открыт механизм передачи отцовского опыта потомству без участия ДНК
Хотя ДНК родителя считается главным фактором здоровья потомства, наследование — не только про ДНК. Образ жизни отца (диета, лишний вес, стресс) влияет на здоровье детей через эпигеном — наследуемые биохимические метки на ДНК и связанных с ней белках. Однако механизмы передачи этой информации через сперму оставались неясными.
Новое исследование Университета Макгилла, опубликованное в Developmental Cell, выявило, как экологическая информация передается через не-ДНК молекулы в сперме. Это открытие углубляет понимание наследования отцовского жизненного опыта и может открыть новые пути для изучения передачи и профилактики заболеваний.
Смена парадигмы в понимании наследственности
«Ключевой прорыв этого исследования — идентификация не-ДНК механизма, с помощью которого сперматозоиды “помнят” среду отца (диету) и передают эту информацию эмбриону», — говорит старший автор исследования Сара Кимминс, PhD. — «Это представляет собой крупный сдвиг: от исключительно ДНК-обусловленной наследственности к включению белков спермы».
«Когда мы впервые увидели результаты, это было захватывающе, ведь раньше никому не удавалось отследить, как эти наследуемые средовые сигнатуры передаются от спермы к эмбриону», — добавляет аспирант Ариан Лисмер, первый автор статьи.
Изменения в белках спермы влияют на потомство
Исследователи манипулировали эпигеномом спермы, кормя самцов мышей диетой с дефицитом фолиевой кислоты, и отслеживали эффекты на группы молекул в белках, связанных с ДНК.
Они обнаружили, что вызванные диетой изменения в определенной группе молекул (метильных группах), связанных с гистоновыми белками (критичными для упаковки ДНК в клетках), привели к:
- Изменениям в экспрессии генов у эмбрионов.
- Врожденным дефектам позвоночника и черепа.
Важно, что изменения метильных групп на гистонах в сперме передавались при оплодотворении и сохранялись в развивающемся эмбрионе.
«Наши следующие шаги — выяснить, можно ли исправить эти вредные изменения в белках спермы (гистонах). У нас есть новые данные, позволяющие предположить, что это действительно возможно», — отмечает Кимминс. — «Эта работа дает надежду: расширив понимание наследственности за пределы ДНК, мы, возможно, найдем новые пути профилактики заболеваний».