Πώς το σπeρμα «θυμάται» και μεταδίδει πληροφορίες στο έμβρυο

Είναι γνωστό εδώ και αρκετά χρόνια πως το DNA του γονέα είναι ο πιο καθοριστικός παράγοντας για την υγεία και τις ασθένειες του εμβρύου. Σύμφωνα με πρόσφατη έρευνα όμως, το DNA μπορεί να είναι ο καθοριστικός αλλά δεν είναι ο αποκλειστικός παράγοντας. Ο τρόπος ζωής του πατέρα, η διατροφή, το σωματικό βάρος καθώς και τα επίπεδα του άγχους του, συνδέονται με τις συνέπειες που έχουν στην υγεία των απογόνων του. Αυτό συμβαίνει μέσω της Επιγενετικής, τα κληρονομικά βιοχημικά αποτυπώματα τα οποία σχετίζονται με το DNA και τις πρωτεΐνες που τα συνδέουν.

Ωστόσο ο τρόπος που μεταδίδονται οι πληροφορίες κατά την γονιμοποίηση, καθώς και τα μόρια και τους μηχανισμούς του σπeρματος που εμπλέκονται, ήταν μέχρι τώρα άγνωστα.

Μια νέα έρευνα από το Πανεπιστήμιο του Καναδά McGill, έρχεται να ρίξει φως σε αυτή τη διαδικασία. Η έρευνα δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Developmental Health» και κάνει σημαντική πρόοδο εντοπίζοντας τον τρόπο με τον οποίο οι περιβαλλοντικές πληροφορίες μεταδίδονται από μη DNA μόρια στο σπeρμα. Είναι μια ανακάλυψη που προάγει την επιστημονική κατανόηση της κληρονομικότητας των πατρικών εμπειριών ζωής και πιθανώς ανοίγει νέους δρόμους για τη μελέτη της μετάδοσης και της πρόληψης των ασθενειών.

«Η μεγάλη ανακάλυψη αυτής της μελέτης είναι ότι εντόπισε πως υπάρχουν μέσα που δεν βασίζονται στο DNA, με τα οποία το σπeρμα «θυμάται» το περιβάλλον του πατέρα και μεταδίδει αυτές τις πληροφορίες στο έμβρυο», δήλωσε η Sarah Kimmins, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. Η εργασία αυτή βασίζεται σε μια 15ετή έρευνα που έκανε η ίδια και η ομάδα της. «Είναι μια αξιοσημείωτη έρευνα, αφού παρουσιάζει μια σημαντική μετατόπιση από αυτά όσα ήταν γνωστά για την κληρονομικότητα και τις ασθένειες. Από την αντίληψη ότι βασίζονται αποκλειστικά στο DNA, παρουσιάζει μια νέα, που περιλαμβάνει και πρωτεΐνες σπeρματος. Έτσι ανοίγει τον δρόμο στην πιθανότητα πως για την κατανόηση και την πρόληψη ορισμένων ασθενειών, το ‘κλειδί’ θα μπορούσαν να είναι οι πρωτεΐνες σπeρματος», συμπλήρωσε.

Η Kimmins συνέχισε λέγοντας πως «Όταν ξεκινήσαμε να βλέπουμε τα αποτελέσματα, το βρήκαμε συναρπαστικό. Γιατί κανείς δεν είχε καταφέρει νωρίτερα να εντοπίσει πώς αυτά τα κληρονομικά περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά μεταδίδονται από το σπeρμα στο έμβρυο», πρόσθεσε η Arian Lismer, επίσης συγγραφέας της μελέτης. «Ήταν ιδιαίτερα ικανοποιητικό, διότι ήταν πολύ δύσκολο να δουλέψεις στο μοριακό επίπεδο του εμβρύου, απλά και μόνο γιατί έχουμε τόσο λίγα κύτταρα διαθέσιμα για επιγενετική ανάλυση. Μόνο χάρη στη νέα τεχνολογία και τα επιγενετικά εργαλεία, μπορέσαμε να φτάσουμε σε αυτά τα αποτελέσματα».

Για να προσδιορίσουν τον τρόπο που οι πληροφορίες που επηρεάζουν την ανάπτυξη μεταδίδονται στα έμβρυα, οι ερευνητές χειραγώγησαν το επιγονιδίωμα του σπeρματος δίνοντας σε αρσενικά ποντίκια μια δίαιτα χωρίς φολικά οξέα, και στη συνέχεια προσπάθησαν να εντοπίσουν τις επιδράσεις σε συγκεκριμένες ομάδες μορίων πρωτεΐνων που σχετίζονται με το DNA.

Διαπίστωσαν ότι οι αλλαγές που προκλήθηκαν από τη συγκεκριμένη δίαιτα σε μια συγκεκριμένη ομάδα μορίων (ομάδες μεθυλίου), οι οποίες σχετίζονται με πρωτεΐνες ιστόνης, (κρίσιμες για τη συσκευασία του DNA σε κύτταρα), οδήγησαν σε αλλοιώσεις στην έκφραση του γονιδίου στα έμβρυα αλλά και σε γενετικές ανωμαλίες της σπονδυλικής στήλης και του κρανίου. Αυτό που ήταν ακόμα πιο αξιοσημείωτο είναι πως οι αλλαγές στις ιστόνες του σπeρματος, μεταδόθηκαν κατά τη γονιμοποίηση και παρέμειναν στο έμβρυο.

«Τα επόμενα βήματά μας θα είναι να προσδιορίσουμε εάν αυτές οι επιβλαβείς αλλαγές που προκαλούνται στις πρωτεΐνες του σπeρματος (ιστόνες) μπορούν να διορθωθούν. Έχουμε ενδείξεις ότι αυτό ισχύει πράγματι», αναφέρει η Kimmins. «Η ελπίδα που προκύπτει από αυτή τη μελέτη είναι πως με την επέκταση της κατανόησης μας για το τι κληρονομείται πέρα από το DNA, δημιουργούνται δυνητικά νέοι δρόμοι για την πρόληψη ασθενειών που θα οδηγήσουν σε πιο υγιή παιδιά και ενήλικες».

Πληροφορίες: sciencealert.com, technology.org