Если рацион родителей содержит слишком мало белка, то их дети могут заполучить проблемы с метаболизмом, когда станут взрослыми. Международная команда исследователей установила причины и механизмы этого явления в экспериментах на мышах.

Низкобелковая диета влияет на потомство

Экспериментальные данные указывают на то, что факторы окружающей среды, влияющие на родителей, играют роль в «программировании» здоровья их детей на протяжении всей их жизни. Например, известно, что низкобелковое питание родителей приводит к нарушениям обмена веществ у их детей, таким как сахарный диабет.

Считается, что это явление регулируется эпигенетикой — наследственными изменениями, при которых гены «включаются» и «выключаются» без фактического изменения ДНК человека. Однако до сих пор детали этого процесса были неизвестны.

В своем исследовании, опубликованном в Molecular Cell, исследователькая группа под руководством японских ученых Кейсуке Йошида и Шунсукэ Исии из RIKEN CPR провела эксперименты на мышах и обнаружила, что для реализации эффекта передачи эпигенетической информации между поколениями необходим белок ATF7. ATF7 является фактором транскрипции, и регулирует процесс «включения» и «выключения генов».

Исследователи предварительно кормили самцов и самок мышей обычной или низкобелковой пищей, а затем позволили им спариваться. Затем они сравнили экспрессию генов (какие гены были активными, а какие нет) у взрослых особей мужского пола, которые получали разные рационы, и у их потомства. В результате они обнаружили, что у потомства двух групп мышей, «сидевших» на разных диетах, экспрессия была разной у сотен генов в печени, многие из которых участвуют в метаболизме холестерина. Однако, когда для сравнения они использовали генно-модифицированных мышей-самцов, у которых не было одной копии гена ATF7, экспрессия  генов у потомства мышей, получавших бедную белком пищу, не отличалась от экспрессии генов у потомства, чьи родители ели нормальную пищу.

Полученные результаты означают, что диета мыши мужского пола может влиять на здоровье будущих детей. Исследователи пришли к выводу, что скорее всего, эпигенетические изменения произошли в сперме самцов еще до зачатия, и что белок ATF7 играет ключевую роль в этом процессе.

Взяв свои выводы за основу, ученые исследовали сперматозоиды и обнаружили в них гены, которые контролируются ATF7, включая гены, управляющие метаболизмом жиров в печени и производством холестерина.

Эксперименты показали, что, когда будущие отцы ели низкобелковые диеты, активность  ATF7 ослабевала и они переставали взаимодействовать с некоторыми генами. Это, в свою очередь, изменяло модификацию гистоновых белков которые «включают» эти же гены в сперматозоидах.

«Самым удивительным и захватывающим открытием стало то, что эпигенетические изменения, вызванные отцовской низкобелковой диетой, сохраняются в зрелой сперме во время сперматогенеза и передаются следующему поколению», — говорит Шунсукэ Исии.

Результаты исследований, проведенных на мышах, помогают объяснить на молекулярном уровне детали, лежащие в основе теории здоровья и развития болезней, а также проливают свет на особенности питания, которые могут привести к заболеваниям у детей, связанным с образом жизни, таким как сахарный диабет второго типа.

Кроме того, теперь появилась возможность прогнозировать метаболические изменения в последующих поколениях путем измерения эпигенетических изменений в идентифицированных генах отцовских сперматозоидов.

«Мы надеемся, что люди, особенно те, у кого несбалансированное питание, будут уделять больше внимания своей диете при планировании ребенка. Наши результаты показывают, что диеты с большим количеством белка и меньшим количеством жира полезны не только для вашего тела, но также для спермы и здоровья будущих детей», — сказал Исии.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.