Во время образования мужских половых клеток генетический материал может подвергнуться неблагоприятным изменениям, наносящим вред нескольким поколениям потомков.
Исследования на человеке и животных моделях подтверждают феномен наследования информации, которая заключена не в ДНК. Это называется эпигенетическая наследственность. Материалом передачи такой информации от родителей детям являются особые варианты модификаций ДНК и ее упаковочного материала – гистонов. Последовательность нуклеотидов, а значит, генетический код, остается неизменным. Однако какие-то гены могут экспрессироваться сильнее, какие-то могут молчать. Модификация ДНК и гистонов во многом регулирует эти процессы.
Эпигенетические факторы являются тем каналом, по которому потомство может унаследовать признаки, приобретенные родителями в течение жизни. Известны проявления такой наследственности на протяжении двух и трех поколений. Поскольку от матери ребенку достается не только генетический материал, но и богатый набор веществ яйцеклетки, эпигенетическую наследственность чаще всего изучали на материнской линии. В данном исследовании установили, что и по отцовской линии потомки могут приобрести много неблагоприятных свойств.
Ученые создали линию трансгенных мышей, у которых происходила сверхэкспрессия фермента LSD1/KDM1A. Этот фермент – деметилаза гистонов. В результате повышенной выработки этого фермента во время сперматогенеза у мышей гистоны потеряли почти все метильные группы H3K4. У потомства таких мышей были обнаружены множественные нарушения в развитии и была сильно снижена выживаемость. Даже при возвращении экспрессии фермента KDM1A на нормальный уровень у потомков трансгенных животных неблагоприятные изменения прослеживались в дальнейшем на протяжении трех поколений.
Данные эксперименты показали, что единственное событие, нанесшее критичный вред гистонам во время образования сперматозоидов стало причиной множественных нарушений у детей, внуков и правнуков животных. Авторы отмечают, что это было влияние лишь одного из возможных факторов. Здоровье мужчин и благоприятный внешний фон их жизни могут оказывать влияние на здоровье не только их детей, но и внуков. Химические модификации гистонов подвержены влиянию окружающей среды, и об этом необходимо помнить мужчинам, планирующим создание семьи.
Disruption of histone methylation in developing sperm impairs offspring health transgenerationally