Зміни в спермі РНК можуть формувати майбутні покоління, попереджають вчені

У той час як решта світу обговорює етику дизайнерських дітей, група медичної школи Університету Массачусетсу (UMass) показала, що нам не потрібно CRISPR, щоб змінити гени майбутніх поколінь. Їх папір, випущений на цьому тижні в журналі Розвиваюча клітина, показує, що такі речі, як дієта і стрес, можуть вплинути на деякі важливі генетичний компонентів сперми, і що ці крихітні зміни дійсно впливають на розвиток дітей.

Так само ракети, що спрямовуються на космічний простір, містять «корисні навантаження», такі як супутники, або астронавти, які борються з гігантськими кульками сечі, сперматозоїди також схожі на маленькі ракети, що містять свій власний вантаж: «малі РНК». вирішальну роль в тому, як гени проявляються на ранніх стадіях людського розвитку, але вони також можуть бути радикально змінені способом життя батьків. Такі речі, як дієта, і, зокрема, стрес, можуть змінити склад цього важливого вантажу РНК і привести до помітних змін у потомстві, говорить дослідник Колін Конін, доктор філософії, в лабораторії Rando Medical School.

"Лабораторії в усьому світі змогли зв'язати зміни у способі життя тата зі змінами в РНК у спермі, а потім це призводить до фенотипів у потомства", - розповідає Конін. Обернено. «Наше дослідження було одним з перших, хто дійсно подивився, як зміни малих РНК впливають на ранній розвиток. Ми хотіли запитати: які перші кроки ведуть до цих фенотипів? ”

Для цього дослідники розробили експеримент, де перевіряли, як сперма з різних ділянок яєчок миші впливала на експресію генів у деяких ембріонах Петрі. Сперма від капута (латинська мова для голови), або верхня частина яєчка, насправді має різні типи РНК, які сперма, зібрана з кауди (латинська «хвіст»), або нижня частина яєчка, де він терпляче чекає резервуар для еякуляції. Як не дивно, це насправді спрацювало як хороший спосіб перевірити, як зміни способу життя можуть насправді змінити взаємодію сперми з ембріонами, оскільки це дозволило дослідникам дослідити, як відмінності в РНК (подібні до тих, що є результатом дієти або стресу) можуть вплинути на розвиток ембріонів.

Ін'єкція цих різних типів сперми в ембріони давала деякі дивні результати.Коли вони вводили сперму капута в ембріони, вони мали тенденцію до надмірної експресії певних генів, а в деяких - в кінцевому підсумку не вдалося, те, що команда називала "летальним фенотипом". Але ще більш примітно, вони змогли довести, що РНК у спермі є важливий для розвитку ембріонів, виявляючи зворотний ефект. Конін каже, що вони змогли зберегти деякі з цих приречених ембріонів, вводячи їм РНК з ділянки кауди, що містила здорову, зрілу сперму.

"Схоже, що малі РНК в спермі здатні регулювати експресію генів в ембріоні", - говорить він. "Але те, що досить ясно, що ми можемо врятувати ті зміни в експресії генів, повертаючи РНК, які ми знаємо, що насправді отримують під час дозрівання сперми."

Ці результати показують тип причин і наслідків, хоча Конін все ще не впевнена в тому, як цей командний ланцюжок дійсно детально розгортається. Аспекти життя, такі як стрес або дієта, змінюють рівні специфічних типів РНК у спермі. Ці РНК потім доставляються спермою до ембріона, де, як показало це дослідження, це може призвести до деяких дивних моделей експресії генів у майбутньому. Важливим виходом є те, що зміни в РНК батька, швидше за все, призведуть до певних змін в ембріоні.

На цьому етапі ми насправді не знаємо, чи можуть ці нові моделі експресії генів бути поганими, говорить Конін, але вони, безумовно, відрізнятимуться. Це може зайняти роки, перш ніж ми дійсно зрозуміємо, які реальні зміни будуть у людей, що переносяться з ембріонів із дивними послідовностями РНК. Але дослідження, подібні до цього, є початком.