Voisiko kunto lisätä lastesi aivovoimaa?
Isät saattavat pystyä välittämään parannetun oppimiskyvyn, joka syntyy fyysisestä ja henkisestä aktiivisuudesta spermien molekyylimuutosten kautta, Saksan uuden tutkimuksen mukaan.
Lehdessä julkaistussa artikkelissa SoluraportitTutkijat Saksan neurodegeneratiivisten sairauksien keskuksesta (DZNE) ja Saksan yliopiston lääketieteellisestä keskuksesta Göttingenistä selittävät, kuinka he tulivat tähän johtopäätökseen tutkittuaan hiiriä.
He havaitsivat, että altistuminen stimuloivalle ympäristölle, jossa oli paljon liikuntaa, ei vain lisännyt aikuisten urospuolisten hiirten oppimiskykyä, vaan myös sen, että heidän jälkeläisensä perivät tämän hyödyn.
Lisätestit paljastivat, että vaikutus siirtyi isien siittiöiden RNA-molekyylien muutosten kautta.
Tutkijat tunnistivat kaksi spesifistä mikroRNA-molekyyliä - miRNA212 ja miRNA132 - ensisijaisesti vastuussa. MikroRNA: t ovat molekyyliryhmä, joka kontrolloi geeniaktiivisuutta muuttamatta taustalla olevaa DNA: ta.
Uusi tutkimus antaa lisää näyttöä "epigeneettisestä" perintöprosessista, jossa taitoja voidaan siirtää seuraavalle sukupolvelle ilman DNA: ta.
Epigeneettinen perintö
DZNE: n psykiatrian ja psykoterapian laitoksen professori André Fischer ja hänen kollegansa kertovat paperissaan viimeaikaisista todisteista perinnön "ei-geneettisistä mekanismeista".
Mekanismit koskevat kehittyvää epigeneettisyyttä, jossa tutkijat keräävät yhä enemmän todisteita siitä, kuinka yhden sukupolven ympäristötekijät - kuten elämäntapa ja ruokavalio - vaikuttavat seuraavan sukupolven biologiseen kehitykseen, terveyteen ja sairauksiin.
Epigeneettiset mekanismit muuttavat geenien ilmentymistä muuttamatta DNA: ta. Ne vaikuttavat solujen aktiivisuuteen kytkemällä geenit päälle ja pois ja muuttamalla esimerkiksi proteiinituotantomalleja.
Viimeaikaiset tutkimukset viittaavat siihen, että epigeneettiset muutokset voidaan siirtää sperman kautta. Esimerkiksi konferenssissa äskettäin esitetyt tutkimukset osoittivat, että altistuminen koko eliniän kestävälle lievälle stressille voi muuttaa urospuolisten hiirien siittiöitä siten, että se muokkaa jälkeläistensä aivokehitystä.
Liikunta ja ”synaptinen plastisuus”
Professori Fischer ja kollegat huomauttavat, että fyysisen harjoittelun yhdistettynä kognitiiviseen harjoitteluun - jota he kutsuvat "ympäristön rikastamiseksi" - tiedetään pienentävän erilaisten sairauksien, myös aivoihin vaikuttavien sairauksien riskiä.
Erityisesti rotilla ja ihmisillä tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että ympäristön rikastuminen voi lisätä "synaptista plastisuutta", mikä määrää aivosolujen viestinnän ja tunnetaan myös oppimisen biologisena perustana.
Vaikka tutkimukset ovat myös paljastaneet, että hiirien kasvattaminen rikastuneissa ympäristöissä voi johtaa lisääntyneeseen synaptiseen plastisuuteen jälkeläisillään, ei ole selvää, päteekö tämä myös, jos altistuminen tapahtuu vain aikuisuudessa.
Lisäksi mekanismi, jonka kautta lisääntynyt synaptinen plastisuus periytyy, on huonosti ymmärretty, kirjailijat huomauttavat.
Tutkimukseensa tutkijat ottivat kaksi uroshiiriryhmää. He antoivat yhden ryhmän kokea ympäristön rikastumista, joka sisälsi runsaasti liikuntaa, 10 viikon ajan, kun taas toinen ryhmä pysyi "kotihäkissä".
He havaitsivat, että verrattuna häkeissä oleviin hiiriin (kontrollit) hiiret, jotka olivat kokeneet ympäristön rikastumisen, osoittivat "merkittävän lisääntymisen" synaptisessa aktiivisuudessa hippokampuksessa, joka on oppimisen kannalta tärkeä aivojen alue.
Etu siirtyy siittiöiden RNA: n kautta
Tutkimuksen seuraavassa vaiheessa tutkijat ottivat vielä kaksi aikuisten uroshiirien ryhmää ja panivat ne saman hoito-ohjelman ulkopuolelle, paitsi että 10 viikon kuluttua he parittelivat heitä kotihäkissä naaraspuolisten naaraiden kanssa.
Ryhmän tulokset paljastivat, että uroshiirien jälkeläisillä, jotka olivat kokeneet ympäristön rikastumisen aikuisikään, oli myös lisääntynyt hippokampuksen synaptinen aktiivisuus verrattuna urospuolisten kontrollien jälkeläisiin.
Kirjoittajat huomauttavat, että koska äidit eivät ole koskaan kokeneet ympäristön rikastamista, hyödyn on oltava siirtynyt isien kautta.
Lisäkokeissa he uuttivat RNA: ta isien siittiöistä ja injektoivat sen hedelmöityneisiin hiiren munasoluihin.
Havaittiin, että munien jälkeläisillä hiirien siittiö-RNA: lla, jotka olivat altistuneet ympäristön rikastumiselle aikuisiän aikana, oli ”parantunut synaptinen plastisuus ja oppimiskyky” verrattuna munien jälkeläisiin, joilla oli kontrollihiirien siittiöiden RNA: ta.
Tutkijat päättelivät, että ympäristön rikastaminen tai fyysisesti ja henkisesti aktiivisempi käyttö aikuisuudessa voi lisätä jälkeläisten kognitiivista kykyä ja että tämä siirtyy siittiöiden RNA: n kautta.
Käyttämällä tarkempia RNA-injektioita ryhmä yritti sitten tunnistaa tarkat RNA-molekyylit, jotka ovat vastuussa parannetun oppimiskyvyn epigeneettisestä perinnöstä. He havaitsivat, että miRNA212 ja miRNA132 muodostivat suurimman osan niistä.
"Ensimmäistä kertaa työmme yhdistää epigeneettisen ilmiön tiettyihin mikroRNA: hin."
Professori André Fischer
