дієта

Рубен Мегія Гонсалес, Генотип

В останні роки Другої світової війни деякі країни, включаючи Нідерланди, опинились у ситуації дефіциту продовольства. У цьому контексті підраховано, що в 1944 році в середньому голландські жінки споживали менше 1000 калорій на день, коли їх базальні потреби становлять більше 1200 калорій на день. Екстремальні умови голодомору у вагітних жінок у ці роки призвели до потомства з низькою вагою та особливо чутливим до стресу, з високим рівнем поширеності ішемічної хвороби серця. Ця подія представляла до і після у дослідженні спадковості, оскільки вказувала на існування нового типу передачі, що включає зовнішнє середовище батьків, а не їх геном: епігенетичне успадкування. Однак усі механізми, що діють при цьому типі успадкування, поки не відомі.

Дослідження, проведене на мишах, визначає один із механізмів, за допомогою якого батьківська дієта впливає на успадкування Зображення: Меггі Бартлет, (Національний інститут досліджень геному людини).

Зараз, Команді дослідників з кластеру піонерських досліджень RIKEN вдалося виявити один із молекулярних механізмів, що впливають на епігенетичне успадкування, яке впливає на батьківську дієту. Дослідження, нещодавно опубліковане в журналі Molecular Cell і проведене на мишах, вказує на фактор транскрипції ATF7 як на одного з тих, хто відповідає за вплив низького споживання батьківського білка на успадкування.

Щоб визначити молекулярні причини епігенетичного успадкування, на які впливає батьківська дієта, мишей використовували як модель у дослідженні. У першому підході дослідники розділили мишей на дві групи і посадили їх на різні дієти; У першій групі мишей протягом усього життя отримували нормальний раціон харчування, тоді як у другій групі дієта з низьким вмістом білка. Після досягнення зрілого віку потомство отримували від самців мишей обох груп і порівнювали експресію генів у печінці потомства кожної групи. Дослідники спостерігали різницю в експресії понад 400 генів, деякі з яких брали участь у метаболізмі, навіть коли обидві групи нащадків пропонували нормальну дієту.

Для вивчення ролі фактора транскрипції ATF7 у трансгенераційному ефекті батьківської дієти група дослідників використовувала самців мишей, у яких недостатня одна зі своїх копій гена atf7, які представляють експресію гена, подібну до нащадків нормальних чоловіків з дієтами бідний білком. Автори поставили цих мишей на обидва типи дієт і схрестили їх із звичайними самками мишей, які дотримувались нормальної дієти. Потім дослідники вивчали експресію гена печінки потомства. Результати не показали суттєвих відмінностей між експресією генів мишей, що походять з цього другого експерименту, незалежно від їх раціону, та мишей, що походять від самців, які харчувались нормальним харчуванням.

Наступним кроком для групи дослідників було визначення епігенетичних причин трансгенераційного успадкування, на які впливає батьківська дієта. Для цього вони вивчали гени, пов’язані з фактором транскрипції ATF7 у спермі мишей за обох дієтичних умов. У своїх експериментах автори спостерігали, що у мишей з низьким споживанням білка фактор ATF7 фосфорилюється і не зв'язується правильно з генами-мішенями. Подібним чином вони виявили зниження метилювання гістону Н3 (H3K9me2) в деяких регіонах, пов'язаних з генами-мішенями ATF7 у спермі від мишей з низьким споживанням білка. Ці зміни, як видається, є ключовими в трансгенераційних ефектах низького споживання батьківського білка, що відбувається без зміни батьківської ДНК.

Це відкриття являє собою вдосконалення теоретичного розуміння епігенетичних механізмів, що впливають на трансгенераційне успадкування, але воно також може застосовуватися в клінічній практиці. Як припускають автори дослідження, "дослідження рівнів H3K9me2 може бути використано для перевірки епігеномної якості при діагностичній оцінці впливу батьків на ознаки потомства". Подібним чином дослідники вказують на важливість споживання білка та зменшення жирів у раціоні не тільки завдяки позитивному впливу на здоров’я тієї самої людини, а й для покращення здоров’я їхнього майбутнього потомства

Дослідження, опубліковане 20 березня, не перший підхід вчених до виявлення різних механізмів, що впливають на епігенетичне успадкування цього року. Того ж дня інша група дослідників опублікувала дослідження в журналі Nature Communications, в якому вони описали ще один механізм, пов’язаний з трансгенераційною спадщиною, яка зазнала впливу стресу. У цьому дослідженні автори визначили транспорт через позаклітинні везикули в спермі як один із механізмів, що впливають на трансгенераційне епігенетичне успадкування.

Довідково: Йошида К та ін. Залежні від ATF7 епігенетичні зміни необхідні для впливу на покоління дієти з низьким вмістом білка у батьків. Мол Клітина. 2020 р. 19 березня. Pii: S1097-2765 (20) 30148-9. doi: 10.1016/j.molcel.2020.02.028.

Джерело: Новини RIKEN. Батьківська дієта впливає на сперму та здоров'я майбутнього потомства https://www.riken.jp/en/news_pubs/research_news/pr/2020/20200320_1/index.html

Якщо вам сподобалася ця новина і ви хочете дізнатись більше про генетику в медицині, вас цікавлять наші курси та університетське навчання.