Vai jūsu fiziskā sagatavotība varētu palielināt jūsu bērnu smadzeņu spēku?
Saskaņā ar jaunajiem Vācijas pētījumiem tēvi, iespējams, spēs nodot uzlabotās mācīšanās spējas, kas rodas fiziski un garīgi aktīvi, veicot molekulāras izmaiņas spermā.
Žurnālā publicētajā rakstā Šūnu pārskatipētnieki no Vācijas Neirodeģeneratīvo slimību centra (DZNE) un Universitātes Medicīnas centra Getingenas, kas arī atrodas Vācijā, paskaidro, kā viņi nonāca pie šāda secinājuma pēc pētījumu ar pelēm.
Viņi atklāja, ka iedarbība uz stimulējošu vidi ar lielu fizisko slodzi ne tikai palielina pieaugušo peļu tēviņu mācīšanās spējas, bet arī to, ka šo labumu pārmantoja viņu pēcnācēji.
Turpmākie testi atklāja, ka efekts tika nodots, mainot RNS molekulas tēvu spermā.
Pētnieki identificēja divas specifiskas mikroRNS molekulas - miRNA212 un miRNA132 - kā atbildīgas. MikroRNS ir molekulu grupa, kas kontrolē gēnu aktivitāti, nemainot pamatā esošo DNS.
Jaunais pētījums sniedz papildu pierādījumus par “epigenetisko” mantošanas procesu, kurā prasmes var nodot nākamajai paaudzei, neiesaistot DNS.
Epigenētiskā mantošana
Savā rakstā vecākais pētījuma autors Andrē Fišers, DZNE Psihiatrijas un psihoterapijas katedras profesors, un viņa kolēģi apkopo nesenos pierādījumus par mantojuma “ģenētiskajiem mehānismiem”.
Mehānismi attiecas uz jauno epigenetikas jomu, kurā zinātnieki vāc arvien vairāk pierādījumu par to, kā vienas paaudzes vides faktori, piemēram, dzīvesveids un diēta, ietekmē nākamās paaudzes bioloģisko attīstību, veselību un slimības.
Epigenētiskie mehānismi maina gēnu ekspresiju, nemainot DNS. Tie ietekmē šūnu aktivitāti, ieslēdzot un izslēdzot gēnus un mainot, piemēram, olbaltumvielu ražošanas modeļus.
Jaunākie pētījumi liecina, ka epigenetiskās izmaiņas var nodot ar spermu. Piemēram, nesen konferencē prezentētie pētījumi parādīja, ka viegla stresa ietekme uz mūžu var mainīt vīriešu kārtas spermu tā, ka tas veido viņu pēcnācēju smadzeņu attīstību.
Vingrojumi un ‘sinaptiskā plastika’
Prof. Fišers un kolēģi atzīmē, ka ir zināms, ka fiziskie vingrinājumi kopā ar kognitīvo apmācību - ko viņi dēvē par “vides bagātināšanu” - samazina dažādu slimību risku, arī to, kas ietekmē smadzenes.
Konkrēti, pētījumi ar žurkām un cilvēkiem ir parādījuši, ka vides bagātināšana var palielināt “sinaptisko plastiskumu”, kas nosaka smadzeņu šūnu savstarpējo saziņu un tiek atzīts arī par mācīšanās bioloģisko pamatu.
Tomēr, lai arī pētījumi ir atklājuši, ka peles audzēšana bagātinātā vidē var izraisīt pastiprinātu sinaptisko plastiskumu viņu pēcnācējiem, nav skaidrs, vai tas ir taisnība arī tad, ja iedarbība notiek tikai pieaugušā vecumā.
Turklāt slikti tiek saprasts mehānisms, ar kuru tiek pārmantota paaugstināta sinaptiskā plastika, atzīmē autori.
Pētījumam zinātnieki paņēma divas vīriešu kārtas peļu grupas. Viņi ļāva vienai grupai 10 nedēļas izjust vides bagātināšanu, kas ietvēra daudz vingrinājumu, bet otra grupa palika “mājas būros”.
Viņi atklāja, ka, salīdzinot ar sprostā ievietotajām pelēm (kontrolēm), pelēm, kuras bija pieredzējušas vides bagātināšanu, hipopampā, kas ir smadzeņu zona, kas ir svarīga mācībām, sinaptiskā aktivitāte ir “ievērojami palielinājusies”.
Ieguvums tiek nodots caur spermas RNS
Nākamajā pētījuma posmā pētnieki paņēma vēl divas pieaugušu vīriešu kārtas vīriešu grupas un ieviesa to pašu režīmu, izņemot to, ka pēc 10 nedēļām viņi pārojās ar mājās ievietotām mātītēm.
Komandas rezultāti atklāja, ka peļu tēviņu pēcnācējiem, kuri pieaugušā vecumā bija pieredzējuši vides bagātināšanu, bija arī paaugstināta hipokampu sinaptiskā aktivitāte, salīdzinot ar vīriešu kontroles pēcnācējiem.
Autori atzīmē, ka, tā kā mātes nekad nebija pieredzējušas vides bagātināšanu, ieguvumam jābūt nodotam caur tēviem.
Turpmākajos eksperimentos viņi ieguva RNS no tēvu spermas un injicēja to apaugļotās peles olšūnās.
Tika atklāts, ka pēcnācējiem no olām ar peles spermas RNS, kuras pieaugušā vecumā bija pakļautas vides bagātināšanai, bija “uzlabota sinaptiskā plastika un mācīšanās spējas”, salīdzinot ar pēcnācējiem no olām ar spermas RNS no kontroles pelēm.
Pētnieki secināja, ka vides bagātināšana jeb fiziski un garīgi aktīvāka darbība pieaugušā vecumā var uzlabot pēcnācēju kognitīvās spējas un ka tas tiek nodots caur spermas RNS.
Izmantojot precīzākas RNS injekcijas, komanda centās noteikt precīzas RNS molekulas, kas ir atbildīgas par uzlaboto mācīšanās spēju epigenētisko mantojumu. Viņi atklāja, ka lielāko daļu veido miRNA212 un miRNA132.
"Pirmo reizi mūsu darbs tieši saista epigenetisku parādību ar noteiktiem mikroRNS."
Prof. Andrē Fišers
