Epigenetyka: nawyki ojca także wywierają wpływ na rozwój dziecka

Epigenetyka[i]: nawyki ojca także wywierają wpływ na rozwój dziecka

Źródło

Autor: Mayte Rius

 

http://www.gettyimages.com/galleries/photographers/taken_by_56grad_germany
http://www.gettyimages.com/galleries/photographers/taken_by_56grad_germany

Nowa doktryna naukowa czyni mężczyzn współodpowiedzialnymi za zdrowie swoich potomków, i łagodzi presję wywieraną na ciężarne kobiety. Genetyczny ślad rodzica to więcej, niż tylko zawartość sekwencji nukleotydowej DNA.

Przez wiele lat główny ciężar odpowiedzialności za zdrowie przyszłych dzieci spoczywał na matce, kobiecie ciężarnej – pisze Maite Rius dla hiszpańskiego dziennika La Vanguardia. To prawda, zaznacza dziennikarka, że okres ciąży stanowi newralgiczny moment w rozwoju noworodka. Obecnie jednak, dzięki rozwojowi badań epigenetycznych, wiemy, że nawyki oraz styl życia ojca przed poczęciem także są ważne, ponieważ wpływają na cechy, które mogą być dziedziczone.

Rafael Oliva, specjalista od epigenetycznych badań plemników w Idibaps (Instytut Badań Biomedycznych imienia Augusta Pi i Sunyera) w Barcelońskim Szpitalu Klinicznym, wyjaśnia: Przyzwyczailiśmy się do koncentrowania naszej uwagi i troski na matkach, bo komórka jajowa jest bardzo duża w porównaniu z plemnikiem; dlatego przez długi czas uważano, że jeżeli istnieje jakaś forma dziedziczenia poza informacjami zawartymi w DNA, dziedziczenie to miałoby związek z cytoplazmą komórki jajowej matki. Do niedawna sądzono, iż plemnik zawiera tylko DNA, dziś jednak sprawa jest jasna: zarówno w wyniku badań przeprowadzonych na zwierzętach, jak i analiz ludzkiej spermy, wiemy, że materiał genetyczny ojca  zawarty w plemniku, wiąże się z histonami i protaminami, co potencjalnie umożliwia przekazywanie informacji pozagenowych.

Oliva przyznaje, że na razie posiadamy mało informacji o wszystkim, co może być przekazywane w ludzkim nasieniu; zaznacza jednak, że w ciągu ostatnich dwóch lat zebrano dowody, iż u zwierząt styl życia samców – od diety aż po przeżyte doznania – powoduje widoczne i mierzalne zmiany w plemnikach. Modyfikacje te mogą być przekazywane drugiemu, a nawet i trzeciemu pokoleniu.

Meritxell Jodar, badaczka na Uniwersytecie Barcelońskim i w Instytucie Idibaps, która specjalizuje się w badaniach RNA plemnika, zgadza się z Olivą co do rewolucyjności badań epigenetycznych oraz analiz RNA plemnika. Oznaczają one bowiem, iż ojciec ma dużo większy wpływ na zdrowie swoich dzieci, niż przypuszczano dotychczas, zaś przyzwyczajenia mężczyzn w dzieciństwie czy w wieku nastoletnim, mogą w przyszłości warunkować ich dziedziczenie. Nie jest prawdą, że na kobiecie spoczywa cała odpowiedzialność – wyjaśnia katalońska uczona – nie jest też tak, że powinnyśmy dbać o siebie wyłącznie w okresie ciąży. Najnowsze badania wykazują, że liczy się także styl życia przed poczęciem, zarówno u matki, jak i u ojca dziecka.

Jako przykład Jodar przywołuje badania przeprowadzone na szczurach, w których wyniku potwierdzono, iż samce poddane traumatycznemu doświadczeniu w momencie urodzenia (była natychmiast rozdzielane z matką) wykazują skłonności depresyjne, oraz zmiany w rozmieszczeniu miRNA – mikrocząsteczek kwasu rybonukleinowego, które są zaangażowane w ekspresję genów podczas rozwoju, i które znajdują się w plemniku. Okazuje się, że potomstwo takich szczurów, nie doświadczywszy żadnego typu traumy, utrzymało te same zmiany w zachowaniu.

Inne z kolei badania wykazały, że odżywianie sprzed momentu zapłodnienia, ma wpływ u samców szczura na metabolizm u ich potomstwa, i może powodować konsekwencje takie jak nietolerancja glukozy. czy odrzucanie insuliny u małych, które zostaną w przyszłości spłodzone. W pośredni sposób można więc wywołać u potomków zaburzenia takie jak cukrzyca czy otyłość. Chodzi konkretnie o badania, które opublikowano ostatnio na ten temat w Science.

Wynika z nich, że właśnie taki typ informacji również przekazywany jest przez RNA plemnika.

Jodar dodaje, że poza eksperymentami na zwierzętach istnieją także badania przeprowadzane na ludziach, które dowodzą, iż doświadczenia rodziców mogą warunkować zdrowie ich przyszłych dzieci.

Przyzwyczailiśmy się sądzić, że wiek kobiety w momencie zajścia w ciążę ma znaczenie dla zdrowia dziecka, ponieważ zgodnie z dotychczasowym stanem wiedzy, im starsza matka, tym większe prawdopodobieństwo wystąpienia mutacji genetycznych u dziecka, np. zespołu Downa. Okazuje się jednak, że według najnowszych badań, wiek ojca także ma znaczenie. Mimo, iż mężczyzna nie traci płodności, i może mieć dzieci w każdym wieku, zaobserwowano, że dzieci ojców w zaawansowanym wieku także wykazują większą skłonność do określonego typu schorzeń, takich jak autyzm, schizofrenia czy choroba afektywna dwubiegunowa – zauważa Jodar i dodaje, że część wyników nie jest jeszcze uznana przez całe naukowe gremium, i że istnieją także badania, które wskazują na możliwą zależność między paleniem tytoniu przez ojca a problemami zdrowotnymi u jego przyszłych dzieci. Z badań tych wynika, iż dzieci ojców-palaczy wykazują większą częstotliwość zachorowań na białaczkę.

Jeśli chodzi o dietę, naukowcy i naukowczynie z Idibaps oraz UB wspominają o badaniu, które przeprowadzono wśród obywateli Szwajcarii. Wyniki wskazują na to, że dzieci i wnuczęta mężczyzn, którzy w okresie dojrzewania byli niedożywieni, wykazują mniejszą skłonność do zapadania na choroby układu krążenia niż dzieci mężczyzn, którzy w wieku nastoletnim wartościowo się odżywiali.

Badania dotyczące zaburzeń płodności u mężczyzn również potwierdzają związek między dietą, a dokładniej mówiąc – otyłością — a informacjami przekazywanymi w plemniku. Badanie plemników otyłych pacjentów przed i po operacji zmniejszenia żołądka pozwoliło zaobserwować, że utrata wagi wywołuje zmiany w metylacji DNA tak, że struktura genów, które podlegają albo nie ekspresji jest inna przed i po utracie wagi. To kolejna z form dziedziczenia epigenetycznego – wyjaśnia Rafael Oliva.

Prace uczonego pozwoliły udowodnić, że geny nie są rozmieszczone równomiernie w ludzkim plemniku. Geny najważniejsze w pierwszej fazie rozwoju, znajdują się w obszarach kondensacji histonów (niewielkich białek, które neutralizują i wiążą kwas dezoksyrybonukleinowy we wszystkich komórkach ciała – w plemniku znajduje się jednak tylko ich mała cześć, odpowiadająca 8% genów). Wszystko, co ma wpływ na histony, staje się śladem epigenetycznym, to znaczy może mieć wpływ na ekspresję lub brak ekspresji poszczególnych genów u potomstwa.

Jodar wyjaśnia, że naukowa debata o wpływie ojca na przyszłe potomstwo wykracza poza badania nad plemnikiem, ponieważ bada się także rolę innych składników ejakulatu. Plemniki stanowią jedynie 5% składu spermy, zauważyliśmy jednak, że inne komponenty także koncentrują znaczące ilości RNA i mogą wpływać na embrion  —badanie na szczurach potwierdziło, że usunięcie pęcherzyków nasiennych u ojca powoduje zaburzenia metabolizmu u potomstwa, co dowodzi tylko, iż skład nasienia ma znaczenie — uściśla badaczka. Objętość i jakość ejakulatu są zależne od czynników takich jak odżywianie, czy zanieczyszczenie środowiska. Niedawna ankieta przeprowadzona wśród hiszpańskich studentów z regionu Murcii wykazała, że istnieje zależność między objętością spermy a konsumpcją niektórych antyoksydantów, takich jak witamina C, beta-karoten czy likopen.

Manuel Esteller, przewodniczący programu Epigenetyka i Biologia Raka z Instytutu Badań Biomedycznych w Bellvitge zapewnia: wiemy, że czynniki środowiskowe, takie jak odżywianie i miejsce zamieszkania, są w stanie zmieniać nasze uwarunkowania epigenetyczne, to jest wpływać na modyfikacje chemiczne. Te z kolei decydują, które z naszych genów ulegają aktywacji, a które nie. Inna sprawa, bardziej kontrowersyjna, to kwestia dziedziczenia takich zmian epigenetycznych – jeżeli takie zmiany wywierają wpływ na komórki somatyczne (np. komórki skóry, czy jelita), wtedy nie podlegałyby dziedziczeniu; jeśli jednak w grę wchodzą komórki płciowe, teoretycznie zmiany takie moglibyśmy przekazywać naszym dzieciom. W tej kwestii przyznaje, że nie ma jeszcze twardych dowodów naukowych, jednakże, zdaniem naukowca, najnowsze badania dotyczące związku diety z miRNA dostarczają przesłanek, iż tego typu dziedziczenie może zachodzić.

 

Tłumaczenie: Ola Gocławska

Korekta: Anna Hoss

 

 

Przyszłość epigenetyki w pigułce

Szczury i dziedziczenie traumy

[i] Epigenetyka: dziedzina nauki poświęcona badaniu dziedziczenia pozagenowego.


Zostaw odpowiedź

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *