KAS TEIE SOBIVUS VõIB SUURENDADA TEIE LASTE AJUJõUDU?

Vastavalt Saksamaa uutele uuringutele võivad isad oma spermatosoidide molekulaarsete muutuste kaudu edastada võimendatud õppimisvõimet, mis tuleneb füüsilisest ja vaimsest aktiivsusest.

Isade füüsiline vorm võib nende laste ajuvõimule kasuks tulla.

Ajakirjas avaldatud artiklis Lahtriaruandeduurivad Saksamaa neurodegeneratiivsete haiguste keskuse (DZNE) ja Saksamaal asuva Göttingeni ülikooli meditsiinikeskuse teadlased, kuidas nad hiirte uurimise järel selle järelduseni jõudsid.

Nad leidsid, et kokkupuude stimuleeriva keskkonnaga, kus oli palju kehalisi harjutusi, ei suurendanud täiskasvanud isasel hiirel mitte ainult õppimisvõimet, vaid ka seda, et selle eelise said nende järeltulijad.

Edasised testid näitasid, et mõju kandus edasi RNA molekulide muutuste kaudu isade spermatosoidides.

Teadlased tuvastasid kaks vastutustundlikku mikroRNA molekuli - miRNA212 ja miRNA132. MikroRNA-d on rühm molekule, mis kontrollivad geeni aktiivsust, muutmata selle aluseks olevat DNA-d.

Uus uuring annab täiendavaid tõendeid “epigeneetilise” pärimisprotsessi kohta, mille käigus saab oskusi järgmisele põlvkonnale DNA-d kaasamata edasi anda.

Epigeneetiline pärand

DZNE psühhiaatria ja psühhoteraapia osakonna professor vanemteadur André Fischer ja tema kolleegid kordavad oma töös hiljutisi tõendeid pärilikkuse "mitte-geneetiliste mehhanismide" kohta.

Mehhanismid puudutavad arenevat epigeneetika valdkonda, kus teadlased koguvad üha rohkem tõendeid selle kohta, kuidas ühe põlvkonna keskkonnategurid - nagu elustiil ja toitumine - mõjutavad järgmise põlvkonna bioloogilist arengut, tervist ja haigusi.

Epigeneetilised mehhanismid muudavad geeni ekspressiooni ilma DNA-d muutmata. Need mõjutavad rakkude aktiivsust, lülitades geene sisse ja välja ning muutes näiteks valgu tootmise mustreid.

Hiljutised uuringud näitavad, et epigeneetilisi muutusi saab edasi anda sperma kaudu. Näiteks hiljuti konverentsil tutvustatud uuringud näitasid, et kokkupuude eluaegse kerge stressiga võib isaste hiirte seemnerakke muuta nii, et see kujundaks nende järglaste aju arengut.

Harjutus ja sünaptiline plastilisus

Prof Fischer ja tema kolleegid märgivad, et füüsiline treening koos kognitiivse treeninguga - mida nad nimetavad "keskkonna rikastamiseks" - vähendab teadaolevalt erinevate haiguste, sealhulgas aju mõjutavate haiguste riski.

Eelkõige on rottide ja inimeste uuringud näidanud, et keskkonna rikastamine võib suurendada „sünaptilist plastilisust”, mis määrab ajurakkude suhtlemise ning on tunnistatud ka õppimise bioloogiliseks aluseks.

Kuigi uuringud on näidanud ka seda, et hiirte kasvatamine rikastatud keskkondades võib nende järglastel suurendada sünaptilist plastilisust, pole selge, kas see kehtib ka juhul, kui kokkupuude toimub ainult täiskasvanueas.

Lisaks on halvasti mõistetav mehhanism, mille kaudu suurenenud sünaptiline plastilisus pärandub, märgivad autorid.

Uuringu jaoks võtsid teadlased kaks isaste hiirte rühma. Nad lasid ühel rühmal 10 nädala jooksul kogeda keskkonna rikastamist, mis hõlmas rohkelt treenimist, teine rühm jäi aga kodupuuridesse.

Nad avastasid, et võrreldes puuris olevate hiirtega (kontrollid) näitasid keskkonna rikastamist kogenud hiired hipokampuses, mis on õppimiseks oluline ajupiirkond, sünaptilise aktiivsuse "märkimisväärset suurenemist".

Kasu antakse edasi sperma RNA kaudu

Uuringu järgmises etapis võtsid teadlased veel kaks täiskasvanud isaste hiirte rühma ja viisid nad läbi sama režiimi, välja arvatud see, et kümne nädala pärast paaritati neid kodus puuris olevate emastega.

Meeskonna tulemused näitasid, et täiskasvanud keskkonnas rikastumist kogenud isaste hiirte järglastel oli suurenenud ka hipokampuse sünaptiline aktiivsus võrreldes isaste kontrollide järglastega.

Autorid märgivad, et kuna emad ei olnud kunagi keskkonnaga rikastunud, pidi kasu olema kantud isade kaudu.

Edasistes katsetes ekstraheerisid nad isade spermast RNA ja süstisid selle viljastatud hiire munarakkudesse.

Avastati, et hiirte sperma RNA-ga munadest pärinevatel järglastel, kes olid täiskasvanueas keskkonnaga rikastunud, oli "suurenenud sünaptiline plastilisus ja õppimisvõime" võrreldes kontrollhiirte sperma RNA-ga munadest pärinevate järglastega.

Teadlased jõudsid järeldusele, et keskkonna rikastamine või täiskasvanuna füüsiliselt ja vaimselt aktiivsema aktiivsuse suurendamine võib suurendada järglaste kognitiivseid võimeid ja see kandub edasi sperma RNA kaudu.

Kasutades RNA täpsemaid süste, püüdis meeskond tuvastada täpsed RNA molekulid, mis vastutavad täiustatud õppimisvõime epigeneetilise pärilikkuse eest. Nad leidsid, et suurema osa moodustasid miRNA212 ja miRNA132.