Zmeny v RNA spermií môžu formovať budúce generácie, vedci varujú

Zatiaľ čo zvyšok sveta debatuje o etike dizajnérskych detí, tím na University of Massachusetts Medical School (UMass) ukázal, že CRISPR nemusíme potrebovať na zmenu génov budúcich generácií. Ich noviny, vydané tento týždeň v časopise Vývojová bunka, ukazuje, že veci ako strava a stres môžu ovplyvniť niektoré kľúčové genetický zložky spermií a že tieto drobné zmeny majú skutočný vplyv na vývoj detí.

Podobne ako rakety pre vesmír obsahujú „užitočné zaťaženia“, ako sú satelity, alebo astronauti, ktorí bojujú s obrovskými guľami moču, spermie sú tiež ako malé rakety obsahujúce vlastný náklad: „malé RNA“. kľúčovú úlohu v tom, ako sa gény prejavujú na počiatku ľudského rozvoja, ale môžu sa radikálne zmeniť aj životným štýlom otcov. Veci, ako je strava, a najmä stres, môžu zmeniť zloženie tohto kľúčového nákladu RNA a viesť k pozorovateľným zmenám potomstva, hovorí výskumník Colin Conine, Ph.D., v laboratóriu Rando Lab UMass Medical School.

„Laboratóriá na celom svete dokázali spojiť zmeny v životnom štýle otca so zmenami v RNA v spermiách a potom to vedie k fenotypom u potomkov,“ hovorí Conine. Inverzné. „Naša štúdia bola jednou z prvých, ktorá sa naozaj pozrela na to, ako zmeny malých RNA ovplyvňujú skorý vývoj. Chceli sme sa opýtať, aké sú prvé kroky, ktoré vedú k týmto fenotypom po ceste?

Na tento účel výskumníci navrhli experiment, v ktorom testovali, ako spermie z rôznych oblastí myších semenníkov ovplyvnili expresiu génov v niektorých embryách Petriho misky. Spermie z caputu (latinčina pre „hlavu“), alebo vrch varlete, má v skutočnosti rôzne typy RNA, ktoré spermie zozbierané z cauda (latinčina pre „chvost“), alebo spodok semenníka, kde trpezlivo čaká rezervoár, ktorý sa má ejakulovať. Zvláštne, toto vlastne fungovalo ako dobrý spôsob, ako otestovať, ako by zmeny životného štýlu mohli skutočne zmeniť interakciu spermií s embryami, pretože to umožnilo výskumníkom zistiť, ako by rozdiely v RNA (ako tie, ktoré vyplývajú zo stravy alebo stresu) mohli ovplyvniť vývoj embryí.

Injekcia týchto rôznych typov spermií do embryí vyvolala nejaké zvláštne výsledky.Keď vstrekli spermiu kapitána do embryí, mali tendenciu nadmerne exprimovať určité gény av niektorých prípadoch nakoniec zlyhali, čo tím označil za „letálny fenotyp“. Ale ešte viac dokázali dokázať, že RNA v spermiách sú dôležitý pre vývoj embryí prejavením reverzného účinku. Conine hovorí, že boli schopní uložiť Niektoré z týchto zárodočných embryí im vstrekli RNA z caudovej časti semenníka, ktorá obsahovala zdravé zrelé spermie.

"Zdá sa, že malé RNA v spermiách sú schopné regulovať expresiu génov v embryu," hovorí. „Ale je celkom jasné, že sme schopní zachrániť tieto zmeny v génovej expresii tým, že vrátime RNA, o ktorých vieme, že sú normálne získané počas dozrievania spermií.“

Tieto výsledky poukazujú na druh príčiny a následku, hoci Conine si stále nie je istá, ako sa tento reťazec velenia podrobne rozvíja. Aspekty života, ako je stres alebo diéta, menia hladiny špecifických typov RNA v spermiách. Tieto RNA sú potom dodané spermiami do embrya, kde táto štúdia ukázala, že to môže viesť k určitým zvláštnym vzorcom génovej expresie v budúcnosti. Dôležité je, že zmeny v RNA otca sú viac ako pravdepodobné, že povedú k nejakej zmene v embryu.

V tejto chvíli vlastne nevieme, či tieto nové vzory génovej expresie nemusia byť zlé, hovorí Conine, ale určite sa líšia. Môže to trvať roky, kým skutočne pochopíme, aké budú skutočné zmeny u ľudí znášaných embryami s podivnými sekvenciami RNA. Ale takéto štúdie sú začiatkom.