Недавнее исследование, проведенное Мюнхенским Институтом Гельмгольца и Немецким центром исследований диабета, дает новое представление о том, как диета отцов и избыточный вес могут повлиять на здоровье их детей еще до зачатия. Результаты исследования могут помочь разработать профилактические меры для мужчин, желающих стать отцами: чем здоровее питание отца, тем ниже риск развития ожирения или таких заболеваний, как диабет, у их детей в дальнейшей жизни.

Доктор Раффаэле Теперино, руководитель исследовательской группы «Экологическая эпигенетика» в мюнхенском университете Гельмгольца, вместе со своей исследовательской группой изучил влияние диеты отца на здоровье детей, в частности, влияние диеты до зачатия. Исследователи сосредоточились на особых малых молекулах РНК в сперме, известных как фрагменты митохондриальной тРНК (mt-tsRNAs, см. Справку). Эти РНК играют ключевую роль в наследовании признаков здоровья, регулируя экспрессию генов.

Для своего исследования исследователи использовали данные из когорты LIFE Child, которая включает информацию из более чем 3000 семей. Анализы показали, что масса тела отца влияет на вес детей и их восприимчивость к метаболическим заболеваниям. Это влияние существует независимо от других факторов, таких как вес матери, генетика родителей или условия окружающей среды.

Диета отца влияет на детей

Чтобы проверить результаты своего анализа, исследовательская группа впоследствии провела эксперименты с мышами. Этих мышей кормили диетой с высоким содержанием жиров, то есть пищей с более высоким содержанием жиров, чем в обычном рационе. Это повлияло на репродуктивные органы животных, включая придаток яичка. Придаток яичка — это область мужской репродуктивной системы, где созревают свежеобразованные сперматозоиды. «Наше исследование показывает, что воздействие спермы с высоким содержанием жиров на придаток яичка мыши привело к появлению потомства с повышенной склонностью к метаболическим заболеваниям», — говорит Раффаэле Теперино.

Чтобы углубить выводы, исследовательская группа провела дополнительные исследования в лаборатории. Они создали эмбрионы с помощью экстракорпорального оплодотворения (оплодотворение «в пробирке»). Когда команда Теперино использовала сперму мышей, которые питались диетой с высоким содержанием жиров, они обнаружили мт-ТСРНК из этих сперматозоидов у ранних эмбрионов, существенно влияющие на экспрессию генов. Это, в свою очередь, влияет на развитие и здоровье потомства.

Наше предположение о том, что приобретенные в течение жизни фенотипы, такие как диабет и ожирение, передаются через эпигенетические механизмы из поколения в поколение, подтверждается этим исследованием. В данном случае эпигенетика служит молекулярным связующим звеном между окружающей средой и геномом, даже несмотря на границы поколений. Это происходит не только по материнской линии, но, как показывают результаты наших исследований, также по отцовской.»

Профессор. Мартин Грабе де Анджелис, соавтор исследования и научный руководитель мюнхенского института Гельмгольца

Профилактическая медицинская помощь мужчинам, желающим стать отцами

Выводы исследователей из мюнхенского университета имени Гельмгольца подчеркивают роль здоровья отца до зачатия и предлагают новые подходы к профилактической медицинской помощи: «Наши результаты показывают, что профилактической медицинской помощи мужчинам, желающим стать отцами, следует уделять больше внимания и что с этой целью следует разработать программы, особенно в отношении питания», — говорит Теперино. «Это может снизить риск таких заболеваний, как ожирение и диабет у детей».

Предыстория: Косвенное влияние отцов

Митохондрии часто называют энергетическими центрами клетки. У них своя ДНК, независимая от ДНК в ядре клетки. Эта митохондриальная ДНК (мт-ДНК) продуцирует белки в митохондриях через промежуточную мт-РНК и обычно передается по наследству от матери к потомству. Ранее предполагалось, что отцы не участвуют в генетическом составе митохондрий своих отпрысков. Однако недавние исследования, подобные этому, теперь показывают, что сперматозоиды переносят фрагменты мт-РНК («мт-тсРНК») в яйцеклетку во время оплодотворения. МТ-ТСРНК играют роль в эпигенетике, регулируя экспрессию генов на ранних стадиях развития эмбриона: они могут косвенно влиять на развитие и здоровье потомства, изменяя активность определенных генов в митохондриях. Таким образом, отцы оказывают важное, хотя и косвенное, влияние на генетический импринтинг митохондрий и, следовательно, на энергетический метаболизм своих детей.