Мы знаем из старших классов школы, что люди получают половину своих генов от отца и половину от матери. Это правда, но оказывается, что вклад родителей в генетику своих детей более сложен и он более интригующий.
Исследователь Медицинской школы Университета Тафтса Ларри Фейг набирает участников для исследовании совместно с Бостонским центром ЭКО, чтобы выяснить, могут ли последствия положительного или отрицательного мужского жизненного опыта передаваться из поколения в поколение с измененной спермой.
Ученые обнаружили, что переживания родителей могут привести к изменениям в экспрессии генов, которая закодирована в сперматозоиде или яйцеклетке и передается потомству.
Другими словами, существует способ, с помощью которого потомки наследуют опыт своих родителей. Это отличается от наследования генов карих или голубых глаз и больше похоже на наследование генов, которые включаются или выключаются с целью лучшей адаптации к определенной среде.
Фейг проясняет то, как изменения в экспрессии генов, называемые эпигенетическими изменениями, могут передаваться по наследству. Фейг говорит: “Вы наследуете опыт своих предков? Как такое могло случиться? И почему?”
“Почему” может заключаться в том, что генетическая экспрессия, базирующаяся на родительском опыте, помогает подготовить почву для успешного потомства. Например, мыши, выращенные в холодных условиях, накапливают так называемый бурый жир, чтобы согреться. Их потомство рождается с большим количеством бурого жира, что, по-видимому, повышает их выживаемость при низких температурах.
“Идея заключается в том, что при нормальных обстоятельствах это хорошо”, – говорит Фейг. “Но как и в случае любой другой регулирующей системы, если это превышает норму, то может нанести вред”. Что касается последнего, Фейга интересует, может ли детская травма привести к тому, что детям от родителей передадутся эпигенетические изменения, которые сделают их более уязвимыми для психических расстройств.
Фейг показал, что у самцов мышей, которые подвергались социальному стрессу (в виде частой смены социальных групп), в сперме отличался уровень молекул , называемых микроРНК.
После того, как сперматозоид оплодотворил яйцеклетку, эти молекулы микроРНК указывают генам как им экспрессироваться в развивающемся эмбрионе. Фейг обнаружил, что в сперме мышей, подвергшихся стрессу, и эмбрионах на ранней стадии, которые были от них получены, содержание двух специфических молекул микроРНК было значительно ниже, чем у мышей, не подвергавшихся стрессу.
Потомство самок этих мышей, подвергшихся стрессу, проявляет более тревожное поведение, чем обычно. У потомства мужского пола этого не происходит; однако у него наблюдаются те же изменения в сперме, даже несмотря на то, что сами оно не подвергалось стрессу. И его потомки женского пола тоже более тревожны.
Фейг провел небольшое пилотное исследование с людьми и обнаружил, что у мужчин с неблагоприятным опытом детства (таким как физическое или эмоциональное насилие или безнадзорность) уровень той же микроРНК в сперме был снижен. “Мы наблюдали изменения в мужской сперме, которые соответствовали изменениям в сперме мышей”, – говорит он. “Это был поразительный результат”.
Сейчас Фейг работает над гораздо более масштабным исследованием с людьми, чтобы подтвердить эти выводы и в них углубиться.
В новом исследовании мужчинам будут задаваться вопросы не только о неблагоприятных детских переживаниях, но и о неблагоприятном опыте во взрослом возрасте, например, связанном с ПТСР, а также об их текущем уровне депрессии и тревожности. Кроме того, их спросят о тех видах позитивного детского опыта, которые, как было доказано, смягчают травму в детском возрасте.
Фейг задается вопросом, может ли этот положительный опыт повысить уровень двух молекул микроРНК в сперме. Согласно другим исследованиям, это может относится и к мышам.
Кроме того, новое исследование выявило еще одно поколение – отцов мужчин. Это поможет прояснить вопрос о том, проявляются ли в связанные со стрессом и травмой изменения сперматозоидов одного поколения в следующем поколении.
В прошлом Фейг в основном работал с мышами и клетками, а не с людьми. Переходя в экспериментах к людям, он воспользовался опытом своей дочери. Эмили Фейг, клинический психолог и исследователь Массачусетской больницы общего профиля и доцент Гарвардской медицинской школы, познакомилась с исследованиями в рамках Летней стипендиальной программы Университета Тафтса. Сейчас она изучает новые способы улучшения здорового образа жизни у людей с ожирением.
Фейг планирует зарегистрировать в исследовании около 300 участников, и для этого он сотрудничает с Бостонским центром ЭКО – клиническим центром фертильности, возглавляемым научным директором Денни Саккасом. Студент Университета Тафтса Эйдан Чен помогает с регистрацией и согласием на проведение ЭКО в Бостоне, где он проходил стажировку, когда Фейг начал свое исследование.
Для исследования Фейга Чен обращается к мужчинам, которые приходят в центр фертильности, объясняя суть исследования и приглашая их принять участие. “Я многому научился, как эффективно и чутко общаться с поступающими пациентами”, – говорит он.
“Очень важно быть внимательным, потому что эти пациенты обращаются в первую очередь за медицинской помощью. Исследование никоим образом не препятствует этому процессу”.
Чен также начал работать в лаборатории Фейга под руководством Александра Шампру, который возглавляет этот проект.
Образцы включают не только сперму, но и слюну. Фейг и сотрудники его лаборатории анализируют слюну, чтобы выяснить, обнаруживаются ли в ней те же колебания микроРНК, что и в сперме. Если это так, то, возможно, в будущем простой тест слюны сможет выявить людей, уровень микроРНК которых указывает на то, что стрессовые переживания подвергают их или их будущих потомков риску развития психических заболеваний.
“Если определенные изменения в микроРНК сделают следующее поколение восприимчивым к психическим расстройствам, возможно, вы сможете обратить вспять эти изменения с помощью терапии, медитации или антидепрессантов до того, как у людей появятся дети. Гораздо проще изменить эпигенетику, чем генетику, потому что эпигенетическая регуляция генов, в том числе тех, которые контролируют уровень микроРНК сперматозоидов, реагирует на окружающую среду”, – говорит он.
Помощь психолога