Какая семья не заинтересована в рождении здорового ребёнка, и многие знают, что заниматься этим нужно уже во время беременности. Однако недавний научный эксперимент показал, что ещё раньше – до зачатия.
Авторы этой научной работы подчеркнули важность здоровья женщины задолго до начала беременности, поскольку именно оно оказывает глубокое воздействие на дальнейшее развитие нервной системы ребёнка.
Эксперимент
Используя мышей и применяя искусственное оплодотворение и перенос эмбрионов, учёные чётко отделили период до беременности от самого процесса вынашивания плода. Контрольная группа состояла из яйцеклеток и спермы мышей с нормальным весом, зачатых и выросших в утробе суррогатных матерей тоже с нормальным весом.
Группа, соответствующая состоянию «предконцепционное ожирение», включала яйцеклетки матерей с ожирением и сперму от самцов нормального веса, также выращенную в условиях нормальной массы тела суррогата.
Наконец, третья группа («гестационное ожирение») подразумевала рост зародыша в теле суррогатной матери с ожирением.
Все новорожденные детеныши после рождения находились под присмотром матерей нормального веса, что исключило возможные постнатальные (после рождения) факторы влияния.
Анализ структуры мозга и поведения
Чтобы оценить последствия генетических изменений, учёные протестировали поведенческие характеристики потомства: коммуникационные способности, склонность к стереотипному поведению и тревожность. Они провели подробный анализ коры головного мозга с использованием секвенирования РНК, а также картировали метилирование ДНК всего генома гиппокампа.
Метилирование — процесс добавления химической группы (метильной группы) к определённым участкам ДНК, способствующий изменению активности генов без нарушения последовательности нуклеотидов. Эти химические «маркеры» действуют подобно переключателям, влияющим на экспрессию конкретных генов.
Выводы
Самцы из группы «предконцепционного ожирения» демонстрировали признаки поведения, схожего с симптомами аутизма: голосовые изменения, снижение социальной активности и увеличение количества навязчиво повторяющихся действий (например, уход за собой).
У самцов из группы «гестационного ожирения» и у всех самок подобные отклонения отсутствовали. Поведение, связанное с тревожностью, оставалось неизменным, показывая, что социальные и коммуникативные трудности возникли независимо от общей тревожности.
Среди восьми ключевых генов, активность которых была нарушена у особей из группы «предконцепционного ожирения», выделяются гены Homer1 и Zswim6, ранее ассоциированные с развитием нарушений аутического спектра у людей. Нарушились механизмы, регулирующие пластичность синапсов, циркадные ритмы и метаболизм жирных кислот.
Некоторые гены продемонстрировали переход на использование альтернативных вариантов транскриптов (isoforms), включая ген Homer1.
Анонсы статей смотрите в Telegram или ОК
Особенно значимым открытием было то, что обычно скрытый «включатель» внутри гена Homer1 не имел метильных групп, вследствие чего активировался короткий вариант гена — Homer1a, связанный с нарушениями формирования и поддержания нервных связей.
Это открытие позволяет предположить, что ожирение матери до беременности вызывает эпигенетические изменения в её яйцеклетках, приводящие впоследствии к аномальной работе некоторых генов мозга у потомства.
Исследование было опубликовано в журнале Cells.
Перспективы практического применения
Это исследование имеет важное значение в свете нарастания обеих проблем — ожирения и расстройства аутистического спектра.
Оно показывает, что ненадлежащее состояние здоровья будущей матери является важным фактором, способствующим развитию неврологических нарушений у её ребёнка, причём этот фактор можно исправить путём улучшения диеты, образа жизни или определённой терапии до зачатия.
Кроме того, молекулярные сигналы, выявленные учёными, такие как экспрессия варианта гена Homer1a, могут служить ранними биологическими маркерами предрасположенности к аутизму. Понимание механизмов, лежащих в основе этих процессов, открывает возможность разработки превентивных мер ещё до момента зачатия.
Интересно: Может ли столовая ложка оливкового масла в день предотвратить диабет?
Автор: Paul McClure
Перевод: Виктор Трибунский
Источник