ЧИ МОЖЕ ВАША ФІЗИЧНА ФОРМА ПОСИЛИТИ МОЗОК ВАШИХ ДІТЕЙ?

Згідно з новими дослідженнями з Німеччини, батьки можуть передати посилену здатність до навчання, яка виникає внаслідок фізичної та розумової активності через молекулярні зміни їх сперми.

Фізична підготовленість батьків може принести користь мозковій здатності їхніх дітей.

У статті, опублікованій у журналі Звіти стільникових мереж, дослідники з Німецького центру нейродегенеративних захворювань (DZNE) та Університетського медичного центру Геттінген, також у Німеччині, пояснюють, як вони дійшли такого висновку після вивчення мишей.

Вони виявили, що вплив стимулюючого середовища з великою кількістю фізичних вправ не тільки підвищує здатність до навчання у дорослих мишей-самців, але й те, що ця перевага успадковується їхнім потомством.

Подальші тести показали, що ефект передавався через зміни молекул РНК у спермі батьків.

Дослідники визначили дві специфічні молекули мікроРНК - звані miRNA212 та miRNA132 - як головно відповідальні. МікроРНК - це група молекул, яка контролює активність генів, не змінюючи основної ДНК.

Нове дослідження надає додаткові докази «епігенетичного» процесу успадкування, в якому навички можуть передаватися наступному поколінню без залучення ДНК.

Епігенетичне успадкування

У своїй роботі старший автор дослідження Андре Фішер, професор кафедри психіатрії та психотерапії DZNE, та його колеги підсумовують нещодавні свідчення про "негенетичні механізми" успадкування.

Механізми стосуються нової епігенетичної галузі, в якій вчені збирають все більше і більше доказів того, як фактори навколишнього середовища - такі як спосіб життя та харчування - одного покоління впливають на біологічний розвиток, здоров'я та хвороби наступного покоління.

Епігенетичні механізми змінюють експресію гена, не змінюючи ДНК. Наприклад, вони впливають на активність клітин, включаючи та вимикаючи гени та змінюючи схеми виробництва білка.

Недавні дослідження показують, що епігенетичні зміни можуть передаватися через сперму. Наприклад, дослідження, яке нещодавно було представлено на конференції, показало, що вплив легкого стресу протягом усього життя може змінити сперму у мишей-самців таким чином, що це формує розвиток мозку у їхніх нащадків.

Вправа та «синаптична пластичність»

Професор Фішер та його колеги зазначають, що фізичні вправи у поєднанні з когнітивними тренуваннями, які вони називають «збагаченням навколишнього середовища», як відомо, знижують ризик різних захворювань, включаючи ті, що вражають мозок.

Зокрема, дослідження на щурах та людях продемонстрували, що збагачення навколишнього середовища може посилити «синаптичну пластичність», яка визначає, наскільки добре взаємодіють клітини мозку, а також визнається біологічною основою навчання.

Однак, хоча дослідження також показали, що вирощування мишей у збагаченому середовищі може призвести до посиленої синаптичної пластичності у їхніх нащадків, незрозуміло, чи це правда, якщо опромінення відбувається лише у зрілому віці.

Крім того, механізм, за допомогою якого підвищена синаптична пластичність успадковується, недостатньо вивчений, зазначають автори.

Для свого дослідження вчені взяли дві групи самців мишей. Вони дозволили одній групі протягом 10 тижнів відчувати збагачення навколишнього середовища, що включало велику кількість фізичних вправ, тоді як інша група залишалася в «домашніх клітках».

Вони виявили, що порівняно з мишами, що перебувають у клітці (контролі), миші, які зазнали збагачення навколишнього середовища, продемонстрували "значне збільшення" синаптичної активності в гіпокампі, що є областю мозку, важливою для навчання.

Користь передається через РНК сперми

На наступному етапі дослідження вчені взяли ще дві групи дорослих мишей-самців і ввели їх за тим самим режимом, за винятком того, що через 10 тижнів вони спаривали їх з самками в домашніх клітинах.

Результати групи показали, що нащадки самців мишей, які зазнали збагачення навколишнього середовища в зрілому віці, також мали підвищену синаптичну активність у гіпокампах порівняно з потомством чоловіків контрольної групи.

Автори зазначають, що, оскільки матері ніколи не відчували збагачення навколишнього середовища, користь повинна переходити через батьків.

У подальших експериментах вони витягували РНК із сперми батьків і вводили її в запліднені клітини яєць мишей.

Було виявлено, що потомство з яєць із РНК сперми мишей, які піддавалися збагаченню навколишнього середовища у зрілому віці, мало «посилену синаптичну пластичність та здатність до навчання» порівняно з потомством від яєць із РНК сперми від контрольних мишей.

Дослідники дійшли висновку, що збагачення навколишнього середовища або активність фізичної та психічної активності у зрілому віці може посилити когнітивні здібності у нащадків, і що це передається через РНК сперми.

Потім, використовуючи більш точні ін’єкції РНК, команда намагалася визначити точні молекули РНК, відповідальні за епігенетичне успадкування посиленої здатності до навчання. Вони виявили, що більша його частина припадає на miRNA212 та miRNA132.