Австралийские ученые проанализировали метильные метки на ДНК более 400 человек: новорожденных и взрослых, зачатых естественным путем или с помощью разных репродуктивных технологий.
Оказалось, что вне зависимости от типа технологии набор меток на ДНК у «детей из пробирки» имеет свои характерные особенности. Но на здоровье младенцев они не влияют и исчезают по ходу взросления. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
В подавляющем большинстве случаев дети, рожденные с помощью вспомогательных репродуктивных технологий, не уступают по здоровью своим сверстникам, зачатым естественным путем. Единственные аномалии, которые у них находили — впрочем, крайне редко — связаны с нарушением импринтинга, процесса, с помощью которого клетка заставляет «молчать» гены, полученные от одного из родителей. Для этого на участок нити ДНК специальные ферменты навешивают метильные метки, которые делают молекулу более липкой, и она сворачивается в прочный комок. Развернуть его непросто, и таким образом информация, записанная в гене, становится недоступной для считывания. Болезни геномного импринтинга возникают из-за того, что вместо одной активной копии гена в клетке оказываются две или, наоборот, ни одной.
Логично предположить, что и у внешне здоровых «детей из пробирки» метки на ДНК (эпигенетические маркеры) могут иметь какие-то особенности. Чтобы это проверить, австралийские ученые из Института исследования детей Мердок запустили лонгитюдный эксперимент. Они собирали образцы крови у младенцев, зачатых естественным путем или с помощью репродуктивных технологий. Когда эти дети выросли — через 22-35 лет — у них снова брали кровь, чтобы сравнить набор эпигенетических меток. Авторы проекта специально отбирали детей без врожденных заболеваний, чтобы сравнить эпигенетические маркеры, не связанные с ухудшением здоровья. И вот сейчас группа исследователей под руководством Бориса Новаковича (Boris Novakovic) подвела итоги эксперимента.
Ученые обнаружили у младенцев, зачатых с помощью репродуктивных технологий, 136 участков ДНК с особенностями метилирования по сравнению с контрольной группой: на большинстве участков у «детей из пробирки» висела метка, хотя не должна была, а в некоторых случаях — наоборот. Среди взрослых людей, зачатых тем или иным путем, таких различий обнаружить не удалось. Судя по всему, особенности метилирования исчезают в ходе взросления.
Чтобы выяснить, чем вызваны эти различия, исследователи проверили их связь с областями импринтинга — то есть генами и участками хромосом, одна из копий которых должна быть скручена. Но в этих областях особенностей метилирования у «детей из пробирки» обнаружить не удалось.
Тогда ученые измерили общий уровень метилирования ДНК с помощью мобильных элементов. В геноме человека 28 процентов составляют транспозоны Alu и LINE-1, которые, как правило, метилированы и молчат. Измерив количество меток на них, можно судить о количестве меток на всей ДНК. Но и в этом случае разницы между детьми, зачатыми естественным путем или с помощью технологий, ученые не нашли.
Таким образом, особенности метилирования отдельных генов у «детей из пробирки» не связаны ни с общим уровнем метилирования, ни с тем, от какого родителя получены эти гены. Можно было бы предположить, что лишние метильные метки на ДНК появляются во время лабораторных манипуляций с эмбрионами: замораживание, размораживание, инъекция сперматозоида в яйцеклетку и так далее. Исследователи сравнили три группы детей: часть была зачата путем простой инсеминации (женщине вводили сперму в половые пути), часть — с помощью обычного ЭКО (яйцеклетку оплодотворяли сперматозоидом, культивировали эмбрион и подсаживали в матку), а часть появилась на свет из замороженных эмбрионов (то есть их культивировали, замораживали, размораживали, еще какое-то время культивировали — и только потом подсаживали). Но во всех этих группах особенности метилирования были одинаковы. Авторы работы полагают, что к этому могла привести гормональная стимуляция матери, которую необходимо произвести, чтобы получить от нее сразу несколько яйцеклеток. А возможно, дело в эпигенетических особенностях родителей: ведь если им потребовались репродуктивные технологии, значит, у них могут быть какие-то проблемы со здоровьем.
Так или иначе, австралийские исследователи подтвердили: на эпигенетическом уровне «дети из пробирки» отличаются от сверстников, зачатых естественным путем. Но эти отличия не влияют на здоровье и исчезают по мере взросления.
Участникам австралийского исследования повезло: довольно часто особенности метилирования сопровождают тяжелые болезни. Например, по ним можно предсказать развитие диабета.
Автор: Полина Лосева