Spermatozoidi "pamte" događaje iz života muškarca, nova studija otkrila kako deluje na potomstvo

Zahvaljujući studiji iz 2021. godine, imamo objašnjenje kako je "pamćenje spermatozoida" moguće a proces ima veze sa epigenetikom.

Molekuli koji se vezuju za DNK mogu da deluju kao prekidači koji kontrolišu koji se delovi DNK koriste - ali do 2021. nismo znali koji od ovih molekula može da nosi materijal koji je zabeležio životna iskustva oca, i da li je ugrađen u embrion preko takvog spermatozoida.

"Veliki napredak u novoj studiji je to što je identifikovala način na koji se informacije prenose, a koje nisu zasnovana na DNK. To su posebni mehanizmi pomoću kojih spermatozoidi pamte nešto iz očevog okruženja (na primer ishranu) i prenose te informacije embrionu", rekla je epigenetičarka sa Univerziteta Mekgil Sara Kimins 2021. godine.

Koristeći miševe, epigenetičarka Arijana Lismer i njene kolege uspele su da pokažu da se efekti ishrane muškarca sa nedostatkom folata (folna kiselina poznata i kao vitamin Be 9) mogu preneti promenom molekula histona u spermi.

Jednostavno rečeno, histoni su zaista osnovni proteini oko kojih DNK "vijuga" za skladištenje bez zapetljavanja.

Kod sisara, kada muška tela proizvode spermu, oni izbacuju većinu kalemova histona.

Ali mali procenat i dalje ostaje (jedan procenat kod miševa i 15 procenata kod ljudi), obezbeđujući "armaturu" za DNK u regionima specifičnim za stvaranje i funkciju sperme, metabolizam i razvoj embriona - kako bi se omogućilo ćelijskim mehanizmima da iskoriste ova DNK uputstva.

Hemijska modifikacija ovih histona je ono što dozvoljava ili sprečava da se DNK "čita", tako da se može transkribovati u proteinske proizvode. Loša ishrana može prouzrokovati da ovi histoni promene status.

Zbog toga se često govori o važnosti folata za žene tokom trudnoće. Folati iz ishrane majke pomau u stabilizaciji metilacije DNK kod mladih.

U novoj studiji, hranjenjem mužjaka miševa ishranom sa nedostatkom folata od trenutka istraživači su uspeli da prate promene u histonima iz sperme mužjaka i u nastalim embrionima. I zaista, promene u histonima ( proteini koji učestvuvju u izgradnji hromozoma) sperme su takođe bile prisutne u embrionu u razvoju.

"Niko ranije nije mogao da prati kako se ti nasledni ekološki potpisi prenose sa sperme na embrion", rekao je Lismer 2021.

Kumulativni efekti

Tim je takođe otkrio da ovi efekti mogu biti kumulativni i dovesti do povećanja jačine urođenih mana. Zanimljivo je da su urođene mane uočene kod miševa, uključujući nerazvijenost pri rođenju i abnormalnosti kičme, dobro dokumentovane i u ljudskim populacijama sa nedostatkom folata.

Istraživači se nadaju da će proširenje znanja o mehanizmima nasleđivanja otkriti dodatne načine za lečenje i prevenciju takvih stanja. Ali ima još mnogo toga da se radi pre toga.

"Naši sledeći koraci biće da utvrdimo da li se ove štetne promene izazvane u proteinima sperme (histoni) mogu popraviti. Imamo uzbudljiv novi rad koji sugeriše da je to zaista slučaj", rekao je Kimins.

Novo istraživanje je objavljeno u Developmental Cell.