Modificari ale ARN-ului spermatic pot generatii viitoare, oamenii de stiinta avertizeaza

În timp ce restul lumii dezbate etica copiilor de designer, o echipă de la Universitatea din Massachusetts Medical School (UMass) au arătat că este posibil să nu avem nevoie de CRISPR pentru a schimba genele generațiilor viitoare. Hârtia lor, lansată săptămâna aceasta în jurnal Cell Developmental, arată că lucruri precum dieta și stresul ar putea afecta unele cruciale genetic componente ale spermei și că aceste schimbări minore au efecte reale asupra modului în care copiii se dezvoltă.

Acelasi mod in care rachetele sunt legate de spatiul cosmic contin "sarcini utile" cum ar fi satelitii sau astronautii care lupta impotriva bilelor urinare, spermele sunt de asemenea mici rachete care contin propria marfa: "ARN-uri mici". Acest studiu a constatat ca nu numai un rol esențial în modul în care genele se exprimă din timp în dezvoltarea umană, dar ele pot fi, de asemenea, schimbate radical prin stilul de viață al părinților. Lucruri precum dieta si, in special, stresul pot schimba machiajul acestei marfuri de marimea cruciala a ARN-ului si pot duce la schimbari observabile ale copiilor, spune cercetatorul Colin Conine, doctorat la Rando Lab, Scoala Medicala UMass.

"Laboratoarele din intreaga lume au reusit sa coreleze schimbarile in stilul de viata al tatalui cu modificarile ARN-ului in sperma, iar apoi sa duca la fenotipuri in urma", spune Conine Invers. Studiul nostru a fost unul dintre primele care se uita cu adevarat la modul in care schimbarile ARN-uri mici afecteaza dezvoltarea timpurie. Am vrut să ne întrebăm, care sunt primii pași care au condus la aceste fenotipuri pe drum?

Pentru a face acest lucru, cercetatorii au inventat un experiment in care au testat modul in care sperma din diferite domenii ale testiculelor mouse-ului a afectat expresia genei in unele embrioni petri-dish. Sperma din caput (latina pentru "cap") sau de sus a testiculului are de fapt diferite tipuri de ARN pe care sperma le-a colectat de la cauda (latina pentru "coada") sau de baza testiculei, unde asteapta cu rabdare un rezervor care trebuie ejaculat. In mod ciudat, acest lucru a functionat ca o modalitate buna de a testa modul in care schimbarile stilului de viata ar putea schimba de fapt interactiunea spermatozoizilor cu embrionii deoarece permite cercetatorilor sa investigheze modul in care diferentele in ARN (cum ar fi cele rezultate din dieta sau stres) ar putea influenta modul in care embrionii s-au dezvoltat.

Injectarea acestor tipuri diferite de spermatozoizi în embrioni a produs unele rezultate ciudate.Când au injectat spermatozoidul capul în embrioni, au avut tendința de a supraexprima anumite gene și, în unele, eventual, eșua, ceea ce echipa se referea la un "fenotip letal". Dar, cu atât mai mult, au putut dovedi că ARN-urile din sperma sunt important pentru dezvoltarea embrionului prin prezentarea unui efect invers. Conine spune că au reușit Salvați unii dintre acești embrioni condamnați prin injectarea lor cu ARN din porțiunea de caudă a testiculei, care conținea spermă sănătoasă și matură.

Se pare ca ARN-urile mici din sperma sunt capabile sa regleze expresia genelor in embrion ", spune el. Dar ceea ce este destul de clar este faptul ca suntem capabili de a salva aceste schimbari in expresia genelor prin acordarea inapoi ARN-uri pe care stim ca sunt de fapt, in mod normal castigat in timpul maturitatii spermei.

Aceste rezultate arată un tip de cauză și efect, deși Conine încă nu este sigur de modul în care acest lanț de comandă se desfășoară în detaliu. Aspecte de viață, cum ar fi stresul sau dieta, modifică nivelurile de tipuri specifice de ARN-uri în sperma. Aceste ARN-uri sunt apoi transmise prin spermă embrionului, unde, după cum a arătat acest studiu, aceasta poate duce la unele modele ciudate de expresie genetică în viitor. Avantajul important este ca schimbarile in ARN-ul tatalui sunt mai mult decat probabil sa conduca la un fel de schimbare a embrionului.

În acest moment nu știm dacă aceste noi modele de expresie genetică ar putea fi neapărat rău, spune Conine, dar cu siguranță vor fi diferite. S-ar putea să dureze ani înainte de a înțelege cu adevărat ce schimbări reale vor avea la om supuși embrionilor cu secvențe de ARN ciudate. Dar astfel de studii sunt un început.