Жизненный опыт отца влияет на его детей еще до их рождения

В течение длительного времени сперматозоиды были признаны исключительно как носители дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), однако недавние исследования, опубликованные в авторитетном журнале "Nucleic Acids Research", расширили наше понимание их биологии. Колин Конин, эксперт в области эпигенетики из Пенсильванского университета, возглавил исследование, которое выявило ранее неизвестный аспект репродуктивной биологии.

В ходе исследования было установлено, что сперматозоиды захватывают и транспортируют матричную рибонуклеиновую кислоту (мРНК) на этапе созревания, передавая её эмбриону после оплодотворения. Это открытие подчеркивает, что отцы могут влиять на своих потомков не только через генетические детерминанты, но и посредством эпигенетических механизмов, опосредованных их образом жизни.

Ранее считалось, что к моменту созревания в придатке яичка сперматозоиды утрачивают значительную часть своего внутриклеточного содержимого. Однако новые данные опровергли это утверждение, продемонстрировав, что сперматозоиды аккумулируют фрагменты РНК, включая мРНК, которая содержит инструкции для синтеза белков.

Конин отметил, что роль мРНК в биологии сперматозоидов ранее не была полностью раскрыта. Исследователи провели секвенирование мРНК в сперматозоидах, клетках придатка яичка и везикулах, ответственных за транспорт молекул. Результаты показали, что мРНК накапливается в сперматозоидах в процессе их созревания, причём источником этих молекул могут быть эпидидимосомы.

В лабораторных условиях везикулы, содержащие мРНК, были успешно введены в незрелые сперматозоиды. Транскрипты, обнаруженные в этих клетках, полностью соответствовали транскриптам зрелых сперматозоидов. Некоторые мРНК, присутствующие в зрелых клетках, отсутствовали в неоплодотворённых яйцеклетках, но обнаруживались в оплодотворённых, что подтверждает их перенос и последующую экспрессию.

Это открытие указывает на то, что питание, стрессовые факторы и физическая активность мужчины могут оказывать влияние на качество и состав мРНК в сперматозоидах, а следовательно, и на последующие поколения. Данный механизм представляется более эффективным, чем влияние малых РНК, и может играть ключевую роль в эпигенетической регуляции развития эмбриона.

Конин подчеркнул, что окружающая среда оказывает воздействие на сперматозоиды и потенциально на последующие поколения через мРНК. Выявление этих молекул и доказательство их функциональной роли является важной задачей для дальнейших исследований.

Для подтверждения влияния мРНК на эмбриональное развитие исследователи ввели длинные последовательности РНК в партеногенетические эмбрионы мыши — яйцеклетки, развивающиеся без участия сперматозоидов. Результаты показали, что эти эмбрионы демонстрировали изменения в экспрессии генов, аналогичные изменениям в оплодотворённых эмбрионах, что подтверждает роль мРНК в регуляции генетической активности.

Анализ данных, полученных для человека, показал, что зрелые сперматозоиды содержат аналогичные мРНК, обнаруженные у мышей, что свидетельствует о функционировании данного механизма у людей. Эксперты высоко оценили результаты работы Конина.

Эрик Миска, специалист в области РНК из Кембриджского университета, отметил, что современные исследования постоянно выявляют новые виды РНК и их неожиданные способы перемещения между тканями. "Чем больше мы их обнаруживаем, тем более интересным становится наше понимание этих процессов. Важно понять, как интерпретировать полученные данные и как они могут быть интегрированы в существующую биологическую парадигму", — подытожил он.

Таким образом, учёные пришли к выводу, что сперматозоиды передают потомкам не только генетическую информацию, но и молекулярные сигналы, формирующиеся под воздействием жизненного опыта отца. Если эти сигналы влияют на развитие эмбриона, отцы могут передавать своим детям не только генетическую, но и эпигенетическую информацию, что открывает новые горизонты в изучении механизмов наследования и адаптации, пишет progorodsamara.ru.