Влияе ли физическата активност на здравето на бъдещото потомство
Физическата и умствена активност са полезни не само за собствения ви мозък, но и могат да повлияят на способността за учене на бъдещото потомство - поне при мишки. Тази конкретна форма на наследяване се медиира от определени РНК молекули. Те влияят на генната активност и след физическа и умствена дейност се натрупват не само в мозъка, но и в зародишните клетки.
Придобитите черти не променят последователността на ДНК и следователно не могат да бъдат предадени на потомството - това отдавна е догмата на генетиката. През последните години обаче учените намериха някои примери, които противоречат на този принцип. Лошата диета например увеличава риска от заболяване - не само вашето, но и това на вашето потомство. Житейски обстоятелства като стрес или травма също могат да повлияят на следващото поколение. Учените наричат това явление „епигенетично“ наследяване, тъй като не е свързано с промяна в ДНК последователността.
Унаследена способност за учене
Проф. Андре Фишер и колегите му сега изследваха наследяването на друго придобито имущество: способността да се учи. Известно е, че умствената и физическа активност подобряват способността за учене и намаляват риска от заболявания като болестта на Алцхаймер. Понастоящем учените са показали, че способността за учене е епигенетично наследена. Когато Фишер и колеги изложиха мишките на стимулираща среда, в която имаха много упражнения, бъдещите им потомци също се възползваха: Те се представиха по-добре при тестове за способност за учене - в сравнение с животните в контролна група. В допълнение беше подобрена така наречената синаптична пластичност в хипокампуса, важен учебен регион на мозъка. „Синаптичната пластичност“ е мярка за това колко добре нервните клетки комуникират помежду си и по този начин клетъчната основа за учене.
След това учените изследваха какъв механизъм може да стои в основата на това явление. Те се концентрираха върху епигенетичното наследство на бащите и търсеха материалната му основа в спермата. В допълнение към бащината ДНК - молекулата, в която се съхранява генетичният състав - сперматозоидите съдържат и така наречените РНК молекули. Поради това в експериментите учените провериха каква роля играят тези молекули на РНК в предаването на способността за учене. За целта те извличат РНК от сперматозоиди на мишки, които са били физически и психически активни. Те ги инжектираха в оплодени яйцеклетки и изследваха животните, които се развиха от тях. Заключение: Синаптичната пластичност и способността за учене също бяха подобрени при тези мишки. Физическата и умствена активност оказаха положителен ефект върху когнитивните способности на потомството и този ефект се предава чрез РНК в спермата.
Проследяване на отговорната РНК
При по-нататъшни експерименти с инжекции с екстракти от РНК учените успяха да стеснят по-точно кои РНК са отговорни за епигенетичното наследство. Те показаха, че две така наречени микроРНК - miRNA212 и miRNA132 - могат да обяснят поне част от наследената способност за учене. микроРНК са контролни молекули; те влияят върху активирането на гените. „За първи път нашата работа носи епигенетичен феномен в конкретен смисъл с определени микроРНК“, казва Фишер, старши учен в DZNE и в Клиниката по психиатрия и психотерапия на UMG.
Освен това изследователите установяват, че miRNA212 и miRNA132 се натрупват както в мозъка, така и в сперматозоидите на мишките след физическа и умствена активност. В мозъка тези РНК подпомагат образуването на синапси и по този начин способността за учене - както вече беше известно. Те се предават на потомството чрез сперматозоидите. "Тук те вероятно променят развитието на мозъка много фино, така че нервните клетки да са по-добре свързани в мрежа и потомството да има когнитивно предимство", казва Фишер.
При хората е известно също, че физическата активност и умственото обучение увеличават способността за учене. При хората обаче не е лесно да се изследва дали способността за учене е епигенетично наследена. Резултатите от Фишер и неговите колеги обаче помагат да се намерят индикации за този въпрос. Сега изследователите планират да проверят дали молекулите miRNA212 и miRNA132 също се натрупват в човешки сперматозоиди след фази на физическа или умствена активност.
Оригинална публикация
Ева Бенито, Джемил Керимоглу и др. РНК-зависимо наследяване между поколенията на засилена синаптична пластичност след обогатяване на околната среда. Cell Reports (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.059
Източник: Германски център за невродегенеративни заболявания (DZNE)