Воздействие наследственного винклозолина - изменяет эпигенетическое трансгене-рационное наследование сперматозоидов мелкими некодирующими РНК .
Более десяти лет назад лаборатория Skinner отметила, что тестирующие крысы (поколение F0) кратковременно подвергались воздействию эндокринного разрушителя винклозолина (F1) при определении гонадного пола (т.е. эмбриональный день E8.5-E14.5) на потомство (F1) с более высокой частотой различных заболеваний.
Увеличение апоптоза сперматогенных клеток и механизмов D, вызывающих эндокринные нарушения, которые не связаны с наследственными нарушениями, а с использованием генетической последовательности.
Интересно, что, несмотря на воздействие, происходящее исключительно в родительском поколении (F0), у последующих крыс, включая большое потомство (F3 и F4 соответственно), сохранялся фенотип болезни и частота.
Хотя эмбрион и зародышевые клетки F1 великого потомства (F2) подвергались воздействию винклозолина в матке, крысы F3 и их потомки никогда не подвергались прямому воздействию, но сохраняли трансгене-рационный фенотип.
Это явление называется "эпигенетическим трансгене-рационным наследством", поскольку фенотип передается из поколения в поколение через измененную эпигенетическую информацию в зародышевой линии без постоянного прямого воздействия на окружающую среду (трансгене-ративное наследство).
С момента этого первоначального открытия было также доказано, что большое количество воздействий на окружающую среду и других эндокринных разрушителей [например, диоксин, бисфенол А (БФА), пестициды ДДТ и метоксихлор, углеводороды и трибутилтин] способствуют эпигенетическому трансгене-ративному наследованию фенотипов болезни.
Хотя метилирование ДНК зародышевой линии исследовано как трансгене-рационный эпигенетический механизм, роль других эпигенетических процессов, таких как нКРНК, тщательно не исследована. Винклозолин-индуцированное трансгене-рационное наследование аномальных фенотипов передается от отца к ребенку в первую очередь.
Следовательно, сперма крыс-винклозолиновой линии передает измененную эпигенетическую информацию между поколениями.
Дифференциальные области метилирования ДНК (ПМР) ранее были идентифицированы в сперматозоидах и мужских первобытных зародышевых клетках (ПГК; выделено при E13 и E16) крыс поколения F3 по линии винклозолина.
Предполагается, что в эпигенетическом трансгене-рационном наследовании существует ряд различных эпигенетических механизмов. Помимо передачи генома отца зиготе известно, что сперматозоиды содержат различные РНК, в том числе небольшие некодирующие РНК, которые также доставляются развивающемуся эмбриону после оплодотворения.
Предыдущие исследования показали, что РНК, полученные из спермы мышей с определенными фенотипами (например, кончик белого хвоста, индуцированный параметризацией), при введении в оплодотворенные дикие ооциты, были достаточными для того, чтобы вызвать тот же фенотип в следующем поколении.
Аналогичный подход был использован для демонстрации роли нКРНК в трансгене-рационном наследовании поведенческих фенотипов. Эти предыдущие исследования предполагали возможную роль трансмиссионных сперматозоидов в эпигенетическом трансгене-рационном наследовании.
Для исследования релевантности трансмиссионных сперматозоидов нКРНК в контексте эпигенетического трансгене-рационного наследства, индуцированного винклозолином, было проведено секвенирование снкРНК с использованием спермы как контрольных крыс F3, так и винклозолиновых линейных.
Выявлено >200 значительно дифференцированно экспрессированных сперматозоидов, относящихся к нескольким классам снкРНК. Примечательно, что половина тРНК 50 - класс тРНК-производных снкРНК (цРНК) - подверглась резкому ужесточению регулирования.
Генетические мишени измененных 50 половин миРНК были определены в силиконе и по сравнению с ранее наблюдаемыми транскриптонами миРНК, связанными с фенотипами заболеваний, вызванных винкозолином, а также генами, проксимальными ПМР, обнаруженными в мужских ПГК и сперме F3 линии винкозолинов.
Было предсказано, что как измененные миРНК, так и половинки тРНК 50 будут нацелены на гены, относящиеся к фенотипам трансгене-ративных заболеваний энкозолина, а также на значительное число генов, проксимальных ПМР.
Наблюдения показывают корреляцию между передаваемой через сперму нКРНК и индуцированным винклозолином эпигенетическим трансгене-рационным наследственным явлением.