Ново проучване разглежда как се предават епигенетичните ефекти

харвардското

Когато бременна майка е недохранена, детето й е изложено на по-голям от средния риск от развитие на затлъстяване и диабет тип 2, отчасти поради така наречените „епигенетични“ ефекти.

Ново проучване, ръководено от изследовател на HMS в Центъра за диабет в Джослин и учен от университета в Кеймбридж, показва, че този „спомен“ за храненето по време на бременност може да бъде предаден чрез сперматозоиди от мъжки потомци на следващото поколение, което увеличава риска от заболяване за внуците като добре. С други думи, за да адаптирате стара максима, „вие сте това, което яде баба ви“.

Изследването повдигна и въпроси за това как епигенетичните ефекти се предават от едно поколение на следващото - и колко дълго те ще продължат да оказват влияние.

Механизмът, по който наследяваме характеристики от родителите си, е добре разбран: наследяваме половината от гените си от майка си и половината от баща си. Въпреки това, епигенетичните ефекти, при които ‘паметта’ на родителската среда се предава през поколенията, са по-слабо разбрани.

Най-добре разбраните епигенетични ефекти се причиняват от механизъм, известен като „метилиране“, при който молекулата метил се свързва с нашата ДНК и действа, за да включва или изключва гени.

В проучването, публикувано в списание Science и финансирано главно от Съвета за медицински изследвания и Wellcome Trust, международният екип от изследователи показа, че индуцираните от околната среда промени в метилирането се наблюдават само в определени региони на нашия геном (целия ни генетичен материал) - но, неочаквано, че тези модели на метилиране не се предават безкрайно.

Изследователите изследваха въздействието, което подхранването по време на бременност оказва върху потомството при модели на мишки и търсеха механизмите, чрез които този ефект се предава през поколенията. Мъжкото потомство на недохранена майка, както се очакваше, беше по-малко от средното и ако се хранеше с нормална диета, продължи да развива диабет. Поразително е, че тяхното потомство също се ражда на малки и развива диабет като възрастни, въпреки че собствените им майки никога не са били недохранени.

„Когато храната е оскъдна, децата могат да се родят„ предварително програмирани “, за да се справят с недохранването. В случай на внезапно изобилие от храна, телата им не могат да се справят и могат да развият метаболитни заболявания като диабет. Трябва да разберем как се случват тези адаптации между поколенията, тъй като те могат да ни помогнат да разберем рекордните нива на затлъстяване и диабет тип 2 в нашето общество днес “, каза Ан Фъргюсън-Смит от катедрата по генетика в университета в Кеймбридж.

За да видят как ефектът може да се предаде, изследователите са анализирали спермата на потомството преди началото на диабета, за да разгледат моделите на метилиране. Те откриха, че ДНК на мишката е по-малко метилирана в 111 области по отношение на контролната сперма.

Тези региони са склонни да бъдат групирани в некодиращите региони на ДНК - области на ДНК, отговорни за регулирането на гените на мишката. Те също така показаха, че при внуците гените до тези метилирани региони не функционират правилно. Потомството беше наследило „спомен“ за недохранването на баба си.

Неочаквано обаче, когато изследователите разгледаха ДНК на внучето, те откриха, че промените в метилирането са изчезнали: споменът за подхранването на бабата е изтрит от ДНК или поне вече не се предава чрез метилиране .

„Това беше голяма изненада: догмата предполагаше, че тези модели на метилиране могат да продължат поколенията“, добави съавтор и асистент по медицина на HMS Мери-Елизабет Пати, директор на Joslin Genomics Core и директор на хипогликемия и тежка инсулинова резистентност Клиника в Джослин.

„От еволюционна гледна точка обаче има смисъл. Нашата среда се променя и ние можем да преминем от глад към пир, така че телата ни трябва да могат да се адаптират. В действителност епигенетичните промени могат да се износят. Това може да ни даде известен оптимизъм, че всяко епигенетично влияние върху проблема със затлъстяването и диабета в нашето общество може да бъде ограничено и/или обратимо “, каза Пати.

Сега изследователите разглеждат дали епигенетичните ефекти вече не оказват влияние върху правнуците и последващото им потомство.

Адаптиран от съобщение за новини в Центъра за диабет в Джослин.