Наднормено тегло - като баща като син Макс Планк общество
Плодовите мухи предават промени в метаболизма си от баща на син
Празникът с високо съдържание на захар преди секс може да има последици за плодовата муха и нейното потомство: тогава мухите ще станат по-податливи на затлъстяване. Учени от Института по имунобиология и епигенетика "Макс Планк" във Фрайбург откриха, заедно с изследователи от Испания и Швеция, че е достатъчна кратка промяна в диетата. Международният изследователски екип е идентифицирал и първата генна мрежа за промяна в метаболизма между поколенията. Диетата на бащите активира гени, които могат епигенетично да променят генетичния материал. Тези промени се наследяват и контролират активността на гените за липиден метаболизъм в следващото поколение. Изследователите също така откриха подобна генна мрежа при хора и мишки, която увеличава податливостта към затлъстяване.
Изследователите могат да разпознаят мухите с наднормено тегло по техните зачервени очи: особено захарната диета на бащите означава, че гените за червен пигмент в очите и други метаболитни фактори могат да бъдат прочетени при синовете.
Геномът до голяма степен определя нашето тегло. Ето защо наднорменото тегло е до голяма степен в нашите гени. В същото време обаче влиянията от околната среда също оказват влияние върху телесното тегло чрез така наречените епигенетични промени. Тези модификации са наследствени, въпреки че не променят генетичния код.
Сега учените от Фрайбург са открили, че диетата на мъжките плодови мухи може да повлияе по този начин на телесното тегло на тяхното потомство. Изследователите са хранели възрастната мъжка муха два дни преди чифтосването с храна с различно съдържание на захар. След това мухите, излюпени от яйцата, получавали нормална или сладка храна. По технически причини изследователите са изследвали само мъжки мухи, но резултатите вероятно са сравними при женските животни.
Диетата на бащите им няма ефект върху синовете, които се хранят само с добре балансирана храна. Теглото на тялото се е държало съвсем различно, ако младите мухи са яли храна, която е била особено богата на захар: Младите животни, чиито бащи са консумирали храна с много малко или много захар, са били склонни да наднормено тегло. Те са имали по-висок процент телесни мазнини и също са яли повече от синовете на бащите на балансирана диета. „Резултатът е U-образен ефект: Екстремните нива на захар в диетата на бащите - били те високи или ниски - имат най-големи последици за следващото поколение“, обяснява Анита Йост от Института по имунобиология и епигенетика Макс Планк сега прави изследвания в университета Linkoeping в Швеция. Ефектът върху телесното тегло не се унаследява повече, тъй като учените вече не наблюдават ефекта в поколението на внуците.
Очевидно наследяването на хранителния статус на бащите зависи от модела на метилиране на опаковката на техния геном. Тези придатъци, малки химически групи, контролират колко компактно е опакована ДНК. Зависи от това колко силно се чете ген. Генетично модифицираните мухи, при които различни метилиращи ензими са частично блокирани, не предават своя хранителен статус на своите синове. „Тествахме различни мутантни мухи и идентифицирахме седем гена, които контролират опаковането на ДНК“, казва Аделхайд Лемпрадл от Института „Макс Планк“ във Фрайбург. Ако диетата на бащите е с високо съдържание на захар, опаковката на ДНК в синовете се разхлабва, така че могат да се прочетат повече гени за липиден метаболизъм. Ефект, който трае през целия живот на мухата.
Има данни и за подобен механизъм при хората. Изследователите оцениха данните от проучвания върху индианците Пима - племе от местни хора в Северна Америка, които често са с наднормено тегло - и еднояйчни близнаци. Двете проучвания от 2005 и 2008 г. сравняват хората с наднормено и нормално тегло и техния генетичен състав. „Данните показват, че хората с наднормено тегло имат същия генен подпис като плодовите мухи. Възприемчивостта към високо телесно тегло се увеличава и при хората, когато някои метилтрансферази са неактивни “, обяснява Дж. Андрю Поспислик, ръководител на група в Института по имунобиология и епигенетика„ Макс Планк “. Според изследователите същите гени регулират теглото на мишките.