От Gretchen Vogel 3 декември 2015 г., 12:00 ч

загубата

Мъже, сперматозоидите ви знаят колко сте тежки. Ново проучване разкрива, че сперматозоидите носят различни химически маркери върху своята ДНК в зависимост от това дали собственикът им е слаб или затлъстял. Констатациите показват, че мъжете могат да предават информация за наличието на храна в околната среда до потомството си, което може да повлияе на шансовете на детето им да бъде с наднормено тегло.

Новите данни са предварителни, но провокативни, казва Волф Рейк, който изучава епигенетика в Института Бабрахам в Кеймбридж, Великобритания, но не е участвал в тази работа. Това е първият път, когато някой идентифицира промени в тези химически маркери - известни като епигенетични промени - в спермата на затлъстели мъже, казва той. Но субектите са малко, отбелязва той, и такива изследвания винаги се усложняват от генетичните различия между субектите. Също така е прословуто трудно да се покаже как точно епигенетичните промени в спермата или яйцеклетките влияят върху развитието.

Наблюденията се вписват в доказателства от редица проучвания, които показват, че телесното тегло на родителите има дълготраен ефект върху потомството. Майките, които са били бременни по време на глад през 1944 г. в Холандия, например, са по-склонни да имат деца - и внуци - склонни към сърдечни заболявания, диабет и затлъстяване. Женските мишки, които са недохранени по време на бременност, също раждат малки, които са по-склонни да развият диабет - и техните мъжки потомци имат епигенетични промени в сперматозоидите си. Потомците на тези мъже също са склонни към диабет. Мъжки плъхове, които са прехранени, когато се чифтосват със здрави жени, също имат потомство, което е предразположено към развитие на диабет. Връзките имат еволюционен смисъл, защото може да е предимство да сигнализирате на следващото поколение дали храната е в изобилие или оскъдна.

Ромен Барес, който изучава генетиката на метаболизма в Университета в Копенхаген, искаше да види дали има доказателства за такива епигенетични промени в човешката сперма. Той и колегите му взеха проби от сперма от 13 мъже, които бяха „слаби“, със среден индекс на телесна маса (ИТМ) 23 и 10 мъже, които бяха със затлъстяване, със среден ИТМ 32. (Мъж, който е на 180 см и тежи 75 килограма и има ИТМ от 23. Някой със същата височина с ИТМ от 32 тежи 104 килограма - 229 паунда.) След това те разгледаха различни епигенетични маркери в спермата.

Моделите на тип молекула, която влияе върху епигенетичното наследство, наречена малка некодираща РНК, се различават между двете групи, както и моделите на метилиране в ДНК на сперматозоидите в двете групи, съобщава екипът днес в Cell Metabolism. Ген метилирането, наричано още импринтиране, помага да се определи дали генът е включен или изключен. Изследователите откриха повече от 9000 гена, които или повече или по-малко вероятно ще бъдат метилирани в зависимост от това дали субектът е слаб или затлъстял. Много от гените са свързани с развитието на мозъка, контрола на апетита и метаболизма.

Промените в гените, свързани с развитието и функциите на мозъка, са особено интригуващи, казва Барес. „Мозъчната функция е много важна променлива, що се отнася до затлъстяването.“ Той също така отбелязва, че други изследвания са установили, че мъжете със затлъстяване имат по-висок риск да имат деца с разстройство от аутистичния спектър. Разликите в метилирането между слабите и затлъстелите групи са в съответствие с тези, открити в скорошно проучване на промените в метилирането в спермата от бащи, които са имали повече от едно дете с разстройство от аутистичния спектър.

За да видят дали загубата на тегло ще повлияе на епигенетичните маркери на сперматозоидите, изследователите са събрали проби от сперматозоиди от шест мъже, които са били на операция на стомашен байпас. След това те събраха проби седмица след операцията и една година по-късно. Те откриха разлики в метилирането на ДНК в 1509 гена само седмица след операцията, което предполага, че епигенетичните промени могат да се случат бързо. „Това предполага, че е много динамично“, казва Барес. Година по-късно, след като теглото на мъжете се стабилизира, екипът откри промени в 3910 гена. Приблизително 40% от тези гени също са били променени в проучването, сравнявайки слаби и затлъстели мъже.

Gilean McVean, който изучава статистическа генетика в Университета на Оксфордския университет в Обединеното кралство, казва, че са необходими много по-силни данни, за да се обоснове, че хранителните сигнали се предават чрез епигенетика. Затлъстелите и слаби мъже много вероятно имат различни епигенетични модели в тъканите в телата си, казва той, включително спермата. „Дали разликите в сперматозоидите имат някакви функционални последици за децата“, пише той в имейл, „е съвсем различен въпрос“.