Що, якби ми могли успадкувати більше, ніж гени наших батьків? Що, якби ми могли успадкувати здатність вмикати та вимикати гени?
Ці можливості з'явилися після нашого Недавнє дослідження, опублікований у Nature Communications. Ми виявили, що на додаток до наших генів інформація передається від матері до нащадків, щоб впливати на розвиток їхнього скелета. Це «епігенетична» інформація, яка зазвичай скидається між поколіннями.
Наше дослідження проводилося на мишах, це перший випадок у своєму роді у ссавців, де довготривалий епігенетичний ефект від материнської яйцеклітини переноситься до наступного покоління. Це має наслідки для здоров’я цього покоління на все життя.
Однак ми не можемо бути впевнені, що еквівалентні епігенетичні зміни також успадковуються людьми, включаючи наслідки для розвитку нашого скелета та потенційний вплив на захворювання.
Почекай, що таке епігенетика?
Наші гени (пакети ДНК) наказують нашому організму виробляти певні білки. Але нашим клітинам також потрібні інструкції, щоб знати, чи слід використовувати ген (увімкнути) чи ні (вимкнути).
Ці інструкції надходять у формі хімічних або «епігенетичних» міток (маленьких молекул), які розташовані поверх ДНК. Ці мітки накопичуються протягом усього життя.
Подумайте, як розділові знаки допомагають читачеві зрозуміти речення. Епігенетичні мітки дозволяють клітині зрозуміти послідовність ДНК.
Без цих епігенетичних міток клітина може виробляти білок у невідповідний час або не виробляти взагалі.
Час має вирішальне значення для розвитку ембріонів. Якщо певні гени експресуються (вмикаються для виробництва білка) занадто рано або занадто пізно, ембріон не розвиватиметься належним чином.
Що таке епігенетика?
Що ми знайшли?
Нам було цікаво зрозуміти функцію білка в яйцеклітинах (яйцеклітинах) миші під назвою SMCHD1.
Видаляючи SMCHD1 з яєць миші, ми виявили, що миші, які розвинулися з яєць без SMCHD1, мали змінений скелет із пошкодженням деяких хребців у хребті.
Це можна пояснити лише епігенетичною зміною через втрату SMCHD1 у яйці.
Зокрема, ми розглянули набір генів, відомий як Хокс гени. Вони кодують серію білків, які, як відомо, контролюють розвиток скелетів ссавців.
Хокс гени є в усіх тварин, від мух до людей, і вони мають вирішальне значення для формування нашого хребта. Еволюція точно відрегулювала час прояву Хокс генів під час ембріонального розвитку, щоб забезпечити правильну побудову скелета.
Наше дослідження показало, що епігенетичні мітки, встановлені SMCHD1 матері в її яйцеклітині, можуть впливати на те, як ці Хокс гени виявляються в її потомстві.
Отримані дані є великим сюрпризом, оскільки майже всі епігенетичні мітки в яйцеклітині стираються незабаром після зачаття. Подумайте про це як про відновлення заводських налаштувань.
Це означає, що епігенетична інформація з яйцеклітини матері передається нащадкам незвично, щоб визначити, як вони ростуть.
Що це означає для нас?
Наші результати показують, що навіть гени, які ви не успадковуєте від матері, все одно можуть впливати на ваш розвиток.
Це може мати наслідки для дітей жінок з варіантами гена SMCHD1. Варіації SMCHD1 викликають захворювання людини, такі як форма м'язова дистрофія.
У майбутньому SMCHD1 може стати мішенню для нових ліків, щоб змінити функціонування білка та допомогти пацієнтам із захворюваннями, викликаними варіаціями SMCHD1. Тому важливо розуміти, які наслідки може мати порушення SMCHD1 в яйці для майбутніх поколінь.
А як щодо інших захворювань?
Зараз вчені починають розуміти, що епігенетичні мітки, додані до наших генів, чутливі до змін у навколишньому середовищі. Це може означати, що зміни навколишнього середовища, такі як наш раціон або рівень фізичної активності, можуть впливати на те, як експресуються наші гени. Однак ці зміни не змінюють саму ДНК.
Епігенетичний стан зазнає найбільших змін під час розвитку яйцеклітини та під час дуже раннього ембріонального розвитку через «скидання до заводських налаштувань» між поколіннями. Це означає, що ембріон більш вразливий до епігенетичних змін, включаючи зміни навколишнього середовища, протягом цього вікна розвитку.
Оскільки ми виявляємо більше випадків, коли епігенетична інформація успадковується від матері, можуть бути випадки, коли дієта чи інші зміни навколишнього середовища, яких зазнає мати, можуть вплинути на наступне покоління.
Враховуючи, що вчені тепер можуть досліджувати, що відбувається в одній яйцеклітині, ми маємо хороші можливості визначити, як це може статися, і визначити, що саме ми можемо успадкувати.
про автора
Марні Блюітт, завідувач лабораторії молекулярної медицини, Інститут Вальтера та Елізи Холл та Наталія Бенетті, докторант відділу епігенетики та розвитку, Інститут Вальтера та Елізи Холл
Ця стаття перевидана з Бесіда за ліцензією Creative Commons. Читати оригінал статті.
Схожі книги:
Атомні звички: простий та перевірений спосіб побудувати добрі звички та зламати погані
Джеймс Клір
Atomic Habits містить практичні поради щодо розвитку хороших звичок і позбавлення від поганих на основі наукових досліджень зміни поведінки.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Чотири тенденції: незамінні профілі особистості, які розкривають, як зробити своє життя кращим (і життя інших людей кращим теж)
Гретхен Рубін
Чотири схильності визначають чотири типи особистості та пояснюють, як розуміння власних схильностей може допомогти вам покращити стосунки, робочі звички та загальне щастя.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Подумайте ще раз: сила пізнання того, чого ви не знаєте
Адам Грант
Think Again досліджує, як люди можуть змінити свою думку та ставлення, і пропонує стратегії для покращення критичного мислення та прийняття рішень.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Тіло зберігає оцінку: мозок, розум і тіло у зціленні травми
Бесселя ван дер Колка
The Body Keeps the Score обговорює зв’язок між травмою та фізичним здоров’ям і пропонує розуміння того, як травму можна лікувати та вилікувати.
Натисніть, щоб дізнатися більше або замовити
Психологія грошей: позачасові уроки про багатство, жадібність та щастя
від Моргана Хаусела
Психологія грошей досліджує способи, якими наше ставлення до грошей і поведінка можуть впливати на наш фінансовий успіх і загальний добробут.
