Голодание беременной мыши может вызвать изменения в сперме ее сыновей, очевидно деформирующих здоровье ее внуков, согласно новому исследованию. Открытие предлагает некоторые самые сильные доказательства все же, что окружающая среда матери во время беременности может изменить выражение ДНК способами, передающимися будущим поколениям.Много исследований предположили, что экологической стрессы в родителе могут вредить здоровью последующих поколений. Например, у женщин, которые были беременны во время голода 1944 года в Нидерландах, известных как голландская Зима Голода, были дети и внуки, которые были необычно маленькими или подверженными диабету и ожирению.
Исследования на животных также нашли, что напряжение родителю, такому как демонстрация беременной мыши к ядохимикатам или мягко испытанию на удар отца мыши, чтобы заставить его бояться аромата, может привести к результатам, таким как бесплодие или изменения в поведении, которые упорствуют для двух поколений или более все же не могут быть объяснены генетическими мутациями.Некоторые ученые подозревают, что результаты передаются через так называемые эпигенетические изменения, химические модификации ДНК, которая может включить гены или прочь. Бригада во главе с генетиком Энн Фергюсон-Смит из Кембриджского университета в Соединенном Королевстве и исследователя диабета Мэри-Элизабет Патти из Медицинской школы Гарварда теперь исследовала эту идею путем изучения ДНК двух поколений мышей, произошедших от страдающей от недоедания матери.
Исследователи дали беременную еду мышей, содержащую только половину калорий, в которых они нуждались в течение прошлой недели беременности — время, когда эпигенетические образцы в исконной сперме мужского эмбриона стерты, затем перезагружают. Поскольку группа Патти ранее показала, это лечение привело к потомкам и внукам, которые были весящими ниже нормы и подверженными диабету.Группа затем исследовала ДНК от спермы мужчин, родившихся мореным мамам.
По сравнению с сыновьями мышей контроля их сперма имела меньше химических признаков, известных как метиловые группы приблизительно на 110 протяжениях ДНК. Часто, метиловые группы пропускали близкие гены, вовлеченные в метаболизм, который может играть роль в ожирении и диабете. Выражение этих генов было также изменено в некоторых тканях тела.
Однако несмотря на то, что эмбриональные ткани от внуков мыши матери также имели подобные изменения в экспрессии гена, удивительно, ДНК в этих тканях не несла эти различия в метилировании. Это предлагает, чтобы изменения в конечном счете исчезли, сообщает бригада онлайн сегодня в Науке. Фергюсон-Смит думает, что изменения метилирования в сперме сына отражают наследство его недостаточного питания в матке, но, потому что они не упорствуют, непосредственно не объяснила бы болезнь внуков. Отметки метилирования «не являются долговременной памятью, связывающей болезнь одного поколения со следующим», говорит она.
“Это – очень хорошее исследование” соединение наследственных выставок к эпигенетическим изменениям, “но я не сказал бы, что на книге замыкаются, как эти вещи работают”, говорит исследователь эпигенетики Оливер Рэндо из Медицинской школы Массачусетского университета в Вустере. Чтобы показать, что такие образцы метилирования вызывают воздействие на здоровье, замеченное в сыновьях мужского пола и их потомках, нужно искусственно выключить или на подозрительных генах и показать, что это приводит к тому же результату, говорит он. “Беспокойство эпигенома является сложной задачей для области”.К тому же, исследование не исключает это, образцы метилирования ДНК унаследованы для многократных поколений, потому что исследователи не искали их в сперме внуков, добавляет Рандо.
Некоторые более скептичны. У генетика Колумбийского университета Тимоти Бестора есть “много проблем” с исследованием. Среди них то, что вместо того, чтобы изучить врожденных мышей, которые были генетически идентичны, исследователи использовали напряжение, по которому отдельные мыши варьируются генетически. Несмотря на то, что это, возможно, сделало мышей более подобными населению, оно указывает на возможность, что в матке, только эмбриональные мыши с определенной организацией генетического материала, возможно, пережили голодание.
Поскольку генетика также формирует образцы метилирования, эти генетические различия могли быть то, почему их образцы метилирования ДНК спермы отличались от тех из мышей контроля, Бестор говорит — не потому что недоедание непосредственно изменило образцы.