Změny v Sperm RNA mohou tvarovat budoucí generace, varují vědci

Zatímco zbytek světa debatuje o etice designérských dětí, tým na University of Massachusetts Medical School (UMass) ukázal, že možná nebudeme potřebovat CRISPR ke změně genů budoucích generací. Jejich noviny, vydané tento týden v časopise Vývojová buňka, ukazuje, že věci jako dieta a stres mohou ovlivnit některé zásadní genetický složky spermií a že tyto drobné změny mají skutečné účinky na vývoj dětí.

Stejně jako rakety určené pro vesmír obsahují „užitečné zátěže“, jako jsou satelity, nebo astronauti, kteří bojují s obřími kuličkami moči, spermie jsou také jako malé rakety obsahující vlastní náklad: „malé RNA“. klíčovou roli v tom, jak se geny projevují na počátku lidského vývoje, ale mohou být také radikálně změněny životním stylem otců. Věci, jako je strava, a zejména stres, mohou změnit make-up tohoto klíčového RNA nákladu a vést k pozorovatelným změnám potomků, říká výzkumník Colin Conine, Ph.D., v laboratoři Rando Lab UMass Medical School.

„Laboratoře po celém světě dokázaly spojit změny v životním stylu otce se změnami v RNA ve spermiích a pak to vede k fenotypům u potomků,“ říká Conine. Inverzní. „Naše studie byla jedním z prvních, kdo se opravdu podíval na to, jak změny malých RNA ovlivňují časný vývoj. Chtěli jsme se zeptat, jaké jsou první kroky, které vedou k těmto fenotypům po silnici? “

K tomu vědci vymysleli experiment, ve kterém testovali, jak spermie z různých oblastí myších varlat ovlivnily expresi genů v některých embryích Petriho misky. Spermie od caputu (latina pro “hlavu”), nebo vrchol varlata, vlastně má různé druhy RNA to spermie shromážděné od cauda (latina pro “ocas”), nebo dolní část varlata, kde to čeká trpělivě v t rezervoár, který má být ejakulován. Kupodivu to vlastně fungovalo jako dobrý způsob, jak otestovat, jak by změny životního stylu mohly skutečně změnit interakci spermií s embryi, protože to umožnilo výzkumným pracovníkům zkoumat, jak rozdíly v RNA (jako ty, které vyplývají ze stravy nebo stresu) mohou ovlivnit vývoj embryí.

Injekce těchto různých typů spermií do embryí vyvolala nějaké podivné výsledky.Když vstříkli spermií caputu do embryí, měli tendenci nadměrně exprimovat určité geny a v některých případech nakonec selhávali, což bylo něco, co tým označil za „letální fenotyp“. důležitý pro vývoj embryí tím, že vykazuje reverzní účinek. Conine říká, že byli schopni Uložit některé z těchto zánikných embryí jim byly injikovány RNA z caudové části varlat, která obsahovala zdravé, zralé spermie.

"Zdá se, že malé RNA ve spermiích jsou schopny regulovat expresi genů v embryu," říká. „Ale je jasné, že jsme schopni tyto změny v genové expresi zachránit tím, že vrátíme RNA, které víme, jsou ve skutečnosti normálně získány během zrání spermií.“

Tyto výsledky ukazují typ příčiny a následku, i když Conine si stále není jistá, jak se tento řetězec velení podrobně rozvíjí. Aspekty života, jako je stres nebo strava, mění úroveň specifických typů RNA ve spermiích. Tyto RNA jsou pak dodány spermie do embrya, kde tato studie ukázala, že to může vést k některým zvláštním vzorům genové exprese v budoucnosti. Důležité je, že změny v RNA otce jsou více než pravděpodobné, že povedou k nějaké změně embrya.

V tuto chvíli vlastně nevíme, zda tyto nové vzorce genové exprese nemusí být nutně špatné, ale určitě se liší. To může trvat roky, než skutečně pochopíme, jaké budou skutečné změny u lidí nesených embryi s podivnými sekvencemi RNA. Ale takové studie jsou začátek.