Две независимых исследовательских группы показали, что сперма мышей содержит фрагменты транспортных РНК, которые способны влиять на метаболизм потомства. Такой путь эпигенетического наследования ранее не был известен. Эти работы американских и китайских ученых опубликованы в одном выпуске Science.

В последнее время появляется все больше свидетельств того, что нарушения метаболизма потомства могут зависеть от диеты отца. Предполагается, что такие признаки, как, например, ожирение, могут передаваться эпигенетически — независимо от последовательности ДНК, однако точный механизм пока неизвестен.

Структура глициновой транспортной РНК. Изображение: Анна Образцова

Первое исследование показало, что сокращение количества белка в пище мышей приводит к повышению у потомства активности генов, вовлеченных в метаболизм жиров и холестерина. Ученые сравнили состав спермы мышей, содержавшихся на различной диете, и обнаружили повышенное содержание некоторых типов РНК у мышей с низкобелковым питанием. Один из них — фрагмент глициновой транспортной РНК (тРНК), который может участвовать в регуляции активности генетических элементов, действующих на ранних стадиях развития зародыша.

Во втором исследовании изучали наследственность мышей на высокожировой диете. Хотя их потомство питалось нормально и не страдало ожирением, у него наблюдались некоторые отклонения, как у отцов — повышенное поглощение глюкозы клетками и пониженная чувствительность к инсулину. 

Ученые смогли определить, какие вещества задействованы в наследовании этих признаков. Они искусственно оплодотворили мышиные яйцеклетки спермой обычных мышей с добавлением фрагментов тРНК из спермы мышей на высокожировой диете. У полученного поколения наблюдались изменения в профиле экспрессии генов и все те же признаки мышей с ожирением. Оба исследования показывают, что фрагменты тРНК, содержащиеся в сперме, способны влиять на экспрессию генов и дальнейшее формирование фенотипа потомства.

Недавнее исследование выявило роль другого типа РНК в эпигенетике. Группа американских исследователей показала, что микроРНК участвуют в наследовании приобретенных реакций на стресс у мышей. Еще одна работа была посвящена связи между метаболизмом отца и его потомства через другой механизм — метилирование ДНК. Датские ученые исследовали образцы спермы нормальных мужчин и страдающих ожирением и выявили различия в паттернах метилирования ДНК. Так как такой паттерн передается потомству, ожирение отца может повышать вероятность развития ожирения у его детей.

Автор: Анна Образцова