Образ жизни отца до рождения ребенка может влиять на будущее его потомства

По всей вероятности, не только будущим мамам следует внимательно относиться к своему образу жизни. Новое исследование, опубликованное в Science, может оказаться значимым для растущего числа научных изысканий, пытающихся определить, какое влияние на жизнь детей и внуков оказывают образ жизни мужчин и окружающая их среда, прежде чем они становятся отцами.

Так, мы знаем, что многие человеческие черты: вес, рост, восприимчивость к болезням, долголетие или интеллект — могут частично наследоваться, но исследователи до сих пор бьются над определением точной генетической основы для этих процессов. Отчасти это может быть связано с ограничениями в нашем понимании того, как работает генетика, но сегодня наблюдается повышенный интерес к потенциалу так называемой «эпигенетики» в объяснении этой наследственности.

Эпигенетика имеет дело с информацией в геноме, в дополнение или сверх той, что содержится в последовательности ДНК. Эта информация выражается в различных формах, но среди исследователей наиболее популярными являются химическая модификация ДНК (известная как метилирование и ацетилирование) и белки, называемые гистонами, которые вместе составляют геном человека.

Эта эпигенетическая информация — отвечающая за то, копии каких генов в нашем ДНК окажутся «выраженными», или использованными — может передаваться из поколения в поколение во время воспроизводства. Она даже может сохраняться в течение всей жизни в тканях и органах человека, даже в процессе регенерации клеток.

В последние годы большой интерес у исследователей вызывает способность факторов среды человека, например, питания, во время воспроизводства влиять на «эпигенетические характеристики» детей — потенциально, с последствиями для здоровья в последующей жизни.

Большинство научных трудов сосредоточены на эпигенетических подписях, передающихся по материнской линии. Однако генетический материал матери отвечает лишь за половину генома ребенка, и потому исследователи все чаще обращаются к роли отца в процессе эпигенетической наследственности. Авторы нового исследования, вышедшего в Science, утверждают, что им удалось доказать, что манипуляция эпигенетического процесса во время производства спермы у мышей влияет на развитие их потомства на несколько поколений вперед.

Что передается от отцов

Известно, что конкретные эпигенетические подписи в сперме отца связаны с риском развития аутизма у детей. Возраст отца во время зачатия ребенка также обуславливает эпигенетические изменения в сперме и восприимчивость потомства к определенным заболеваниям.

Эпигенетические изменения наблюдались также у детей, рожденных после ЭКО, где сперма отца могла быть неполноценной. Исследования на мышах показали, что введение этанола мужским особям изменяет эпигенетические подписи в мозгу их детенышей. Эти и другие исследования указывают на потенциальное влияние образа жизни отца на здоровье его детей, а исследование, опубликованное в Science, дает новое понимание того, как это может происходить.

В своем новом исследовании ученые Университета Макгилла в Канаде прибегали к методам генной инженерии, чтобы изменить активность одного из гистоновых белков, контролирующего эпигенетические процессы — KDM1A — в процессе производства спермы у мышей. Они показали, что это изменение повлияло на здоровье и развитие потомства и что эффект сохранялся в течение ряда поколений.

Эпигенетические подписи отца

Исследование не содержит доказательств того, что какие-либо известные нам генетические заболевания человека или конкретные условия окружающей среды на самом деле способны воспроизвести этот искусственно созданный эффект. Но ученые предполагают, что генетические вариации, возникающие у определенных эпигенетических контроллеров (гистонов), которые они изучали, могут производить аналогичные эффекты у человека.

Они также считают, что, если определенные факторы в среде человека нарушат упомянутый эпигенетический процесс при производстве спермы, это также может быть основной причиной врожденных дефектов и заболеваний, восходящих к отцу. Это серьезные медицинские нарушения, но многие исследователи проявляют интерес к более слабовыраженным эффектам, сказывающимся на общей популяции.

Ученые выдвинули гипотезу, что «эволюционная целесообразность» этих более мягких эффектов заключается в том, что они позволяют потомству в каком-то смысле чувствовать «метаболическую среду» (например, голод или изобилие), в которой ему предстоит родиться, и программировать свой собственный метаболизм, чтобы адекватно отреагировать на эти условия. Чтобы это сработало, «эпигенетическая программа» должна запускаться с каждым новым поколением, но данное исследование подтверждает стабильные эпигенетические изменения, которые наследуются на протяжении нескольких поколений.

Требуется проделать еще много работы, чтобы понять, как эта новая находка связана с эпигенетической наследственностью человека, однако она расширяет наши знания о том, как этот процесс может протекать. Это еще очень молодая область исследований, но если окажется, что описанные процессы действительно актуальны для людей, последствия могут быть значительными. Черты, которые мы когда-то считали неизбежными, смогут подвергаться модификации, а наш образ жизни будет иметь последствия не только для нашего собственного здоровья, но и для потенциального здоровья наших детей и даже внуков.