Образ жизни отца до рождения ребенка может влиять на будущее его потомства
Образ жизни отца до рождения ребенка может влиять на будущее его потомства
По всей вероятности, не только будущим мамам следует внимательно относиться к своему образу жизни. Новое исследование, опубликованное в Science, может оказаться значимым для растущего числа научных изысканий, пытающихся определить, какое влияние на жизнь детей и внуков оказывают образ жизни мужчин и окружающая их среда, прежде чем они становятся отцами.
Так, мы знаем, что многие человеческие черты: вес, рост, восприимчивость к болезням, долголетие или интеллект — могут частично наследоваться, но исследователи до сих пор бьются над определением точной генетической основы для этих процессов. Отчасти это может быть связано с ограничениями в нашем понимании того, как работает генетика, но сегодня наблюдается повышенный интерес к потенциалу так называемой «эпигенетики» в объяснении этой наследственности.
Эпигенетика имеет дело с информацией в геноме, в дополнение или сверх той, что содержится в последовательности ДНК. Эта информация выражается в различных формах, но среди исследователей наиболее популярными являются химическая модификация ДНК (известная как метилирование и ацетилирование) и белки, называемые гистонами, которые вместе составляют геном человека.
Эта эпигенетическая информация — отвечающая за то, копии каких генов в нашем ДНК окажутся «выраженными», или использованными — может передаваться из поколения в поколение во время воспроизводства. Она даже может сохраняться в течение всей жизни в тканях и органах человека, даже в процессе регенерации клеток.
В последние годы большой интерес у исследователей вызывает способность факторов среды человека, например, питания, во время воспроизводства влиять на «эпигенетические характеристики» детей — потенциально, с последствиями для здоровья в последующей жизни.
Большинство научных трудов сосредоточены на эпигенетических подписях, передающихся по материнской линии. Однако генетический материал матери отвечает лишь за половину генома ребенка, и потому исследователи все чаще обращаются к роли отца в процессе эпигенетической наследственности. Авторы нового исследования, вышедшего в Science, утверждают, что им удалось доказать, что манипуляция эпигенетического процесса во время производства спермы у мышей влияет на развитие их потомства на несколько поколений вперед.
Что передается от отцов
Известно, что конкретные эпигенетические подписи в сперме отца связаны с риском развития аутизма у детей. Возраст отца во время зачатия ребенка также обуславливает эпигенетические изменения в сперме и восприимчивость потомства к определенным заболеваниям.
Эпигенетические изменения наблюдались также у детей, рожденных после ЭКО, где сперма отца могла быть неполноценной. Исследования на мышах показали, что введение этанола мужским особям изменяет эпигенетические подписи в мозгу их детенышей. Эти и другие исследования указывают на потенциальное влияние образа жизни отца на здоровье его детей, а исследование, опубликованное в Science, дает новое понимание того, как это может происходить.
В своем новом исследовании ученые Университета Макгилла в Канаде прибегали к методам генной инженерии, чтобы изменить активность одного из гистоновых белков, контролирующего эпигенетические процессы — KDM1A — в процессе производства спермы у мышей. Они показали, что это изменение повлияло на здоровье и развитие потомства и что эффект сохранялся в течение ряда поколений.
Эпигенетические подписи отца
Исследование не содержит доказательств того, что какие-либо известные нам генетические заболевания человека или конкретные условия окружающей среды на самом деле способны воспроизвести этот искусственно созданный эффект. Но ученые предполагают, что генетические вариации, возникающие у определенных эпигенетических контроллеров (гистонов), которые они изучали, могут производить аналогичные эффекты у человека.
Они также считают, что, если определенные факторы в среде человека нарушат упомянутый эпигенетический процесс при производстве спермы, это также может быть основной причиной врожденных дефектов и заболеваний, восходящих к отцу. Это серьезные медицинские нарушения, но многие исследователи проявляют интерес к более слабовыраженным эффектам, сказывающимся на общей популяции.
Ученые выдвинули гипотезу, что «эволюционная целесообразность» этих более мягких эффектов заключается в том, что они позволяют потомству в каком-то смысле чувствовать «метаболическую среду» (например, голод или изобилие), в которой ему предстоит родиться, и программировать свой собственный метаболизм, чтобы адекватно отреагировать на эти условия. Чтобы это сработало, «эпигенетическая программа» должна запускаться с каждым новым поколением, но данное исследование подтверждает стабильные эпигенетические изменения, которые наследуются на протяжении нескольких поколений.
Требуется проделать еще много работы, чтобы понять, как эта новая находка связана с эпигенетической наследственностью человека, однако она расширяет наши знания о том, как этот процесс может протекать. Это еще очень молодая область исследований, но если окажется, что описанные процессы действительно актуальны для людей, последствия могут быть значительными. Черты, которые мы когда-то считали неизбежными, смогут подвергаться модификации, а наш образ жизни будет иметь последствия не только для нашего собственного здоровья, но и для потенциального здоровья наших детей и даже внуков.