Физическая и умственная активность родителей может улучшать способность к обучению их потомства — такой вывод сделали немецкие исследователи на модели мышей. Они показали, что эффект передаётся не через изменения ДНК, а за счёт молекул РНК, регулирующих работу генов. Эти молекулы накапливаются в мозге и половых клетках после нагрузок. Результаты опубликованы в журнале Cell Reports.
Классическая генетика долго исходила из того, что приобретённые в течение жизни навыки не затрагивают наследственный код и, следовательно, не передаются детям. Однако за последние годы накопились свидетельства эпигенетического наследования: несбалансированное питание, хронический стресс или тяжёлые переживания родителей могут повышать риск определённых нарушений у их потомков. Эпигенетика изучает именно такие изменения активности генов без изменения последовательности ДНК.
Группа под руководством профессора Андре Фишера из Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний и Университетского медицинского центра Гёттингена изучала наследование способности к обучению. Хорошо известно, что регулярные упражнения и когнитивные нагрузки у взрослых животных и людей улучшают память и снижают вероятность развития болезней мозга. Учёные хотели понять, отражается ли этот эффект на следующем поколении.
В эксперименте часть мышей жила в обогащённой среде: с возможностью много двигаться и выполнять задания, стимулирующие мозг. Их потомство сравнивали с детёнышами животных из обычных условий. Мышата «тренированной» группы лучше справлялись с тестами на обучение и демонстрировали усиленную синаптическую пластичность в гиппокампе — ключевой зоне, отвечающей за память. Это означало, что связи между нейронами у них работали эффективнее.
Чтобы найти материальный носитель этого эффекта, исследователи обратили внимание на сперму и её РНК-состав. Они выделили РНК из спермы физически и умственно активных самцов и ввели её в оплодотворённые яйцеклетки. Получившееся потомство показало те же улучшения в обучении и синаптической пластичности, что и «естественные» дети тренированных мышей.
В следующих опытах учёные уточнили, какие именно молекулы РНК важны для передачи эффекта. Они установили, что микроРНК miRNA212 и miRNA132 играют ключевую роль, по крайней мере, в части унаследованных изменений. Обе молекулы накапливаются в мозге и сперме после физической и умственной активности и, как было известно ранее, стимулируют образование синапсов. По мнению авторов, эти микроРНК тонко перенастраивают развитие мозга потомства, улучшая взаимодействие нервных клеток.
Теперь исследователи планируют выяснить, существует ли аналогичный эпигенетический механизм у людей и может ли образ жизни — в том числе уровень умственной и физической активности — отражаться на когнитивных способностях следующих поколений.
Читайте также: