В ходе экспериментов на мышах учёные пришли к выводу, что голодание во время беременности может вызвать изменения в сперме сыновей страдавшей матери, что, в свою очередь, сказывается на здоровье и её внуков.
Исследование предлагает одни из самых достоверных доказательств того, что среда, окружающая мать во время беременности, может оставлять долгосрочные изменения в экспрессии ДНК, которые передаются будущим поколениям.
Ряд исследований уже показал, что экологические стрессы, перенесённые родителями, способны нанести вред здоровью последующих поколений. Например, женщины, которые были беременны в 1944 году в Нидерландах, в период известного голландского голода, родили детей, которые были необычайно маленького роста и склонны к диабету и ожирению. Ситуация повторилась и с внуками.
Исследования на животных также показали, что перенесённый стресс (например, воздействие на беременную мышь токсичными химическими веществами) может привести к негативным эффектам у потомства, среди которых – бесплодие и изменения в поведении, сохраняющиеся в течение двух или более поколений. И их невозможно объяснить генетическими мутациями.
Некоторые учёные предполагают, что эффекты передаются через так называемые эпигенетические изменения (химические модификации) ДНК, которые могут включать и выключать гены. Команда во главе с генетиком Энн Фергюсон-Смит (Anne Ferguson-Smith) из Кембриджского университета, а также исследователь диабета Мэри-Элизабет Патти (Mary-Elizabeth Patti) из Гарвардской медицинской школы изучили ДНК двух поколений мышей, произошедших от недоедавшей во время беременности особи.
Исследователи давали беременной мыши пищу, в которой содержалась лишь половина калорий из тех, в которых она нуждается в течение последней недели беременности (именно в это время эпигенетический паттерны спермы самцов «сбрасываются»). Как и предыдущие исследования, такая терапия привела к появлению нескольких поколений склонных к диабету мышей.
На следующем этапе исследователи изучили ДНК спермы самцов, рождённых от голодающих мышей. По сравнению с сыновьями контрольной группы мышей, в их сперме было меньше химических меток, известных как метильные группы на 110 участках ДНК. Чаще всего метильные группы отсутствовали возле генов, ответственных за метаболизм, которые могут быть причастны к ожирению и диабету. Экспрессия этих генов также изменяет некоторые ткани организма.
Эмбриональные ткани внуков мыши также показали подобные изменения в экспрессии генов. Но, что удивительно, ДНК в их тканях не имели различий в метилировании. Это говорит о том, что внесённые голодом изменения в конечном счёте исчезают. Фергюсон и Смит считают, что изменения в сперме сыновей отражают их недоедание в утробе матери, однако это не может напрямую объяснить болезненность внуков.
Впрочем, исследователи не изучили сперму внуков голодающей мыши на предмет метилирования ДНК, так что пока до сих пор не совсем ясно, сколькими поколениями оно наследуется.
Подробности работы были опубликованы в журнале Science.
Автор: Маргарита Паймакова