Activitatea fizică afectează sănătatea viitorilor descendenți
Activitatea fizică și mentală nu sunt numai bune pentru propriul creier, ci pot influența și capacitatea de învățare a viitorilor descendenți - cel puțin la șoareci. Această formă particulară de moștenire este mediată de anumite molecule de ARN. Acestea influențează activitatea genelor și, după activitatea fizică și mentală, se acumulează nu numai în creier, ci și în celulele germinale.
Trăsăturile dobândite nu modifică secvența ADN și, prin urmare, nu pot fi transmise descendenților - aceasta a fost mult timp dogma geneticii. În ultimii ani, însă, oamenii de știință au găsit câteva exemple care contrazic acest principiu. O dietă slabă, de exemplu, crește riscul de îmbolnăvire - nu doar a ta, ci și a descendenților tăi. Situațiile de viață, cum ar fi stresul sau traumele, pot afecta, de asemenea, următoarea generație. Oamenii de știință numesc acest fenomen moștenire „epigenetică”, deoarece nu este asociat cu o modificare a secvenței ADN.
Capacitate de învățare moștenită
Prof. André Fischer și colegii săi au examinat acum moștenirea unei alte proprietăți dobândite: abilitatea de a învăța. Se știe că activitatea mentală și fizică îmbunătățește capacitatea de a învăța și reduce riscul de boli precum Alzheimer. La șoareci, oamenii de știință au demonstrat acum că abilitatea de a învăța a fost moștenită epigenetic. Când Fischer și colegii săi au expus șoarecii la un mediu stimulativ în care au făcut mult exercițiu, viitorii lor descendenți au beneficiat și ei: s-au comportat mai bine la testele de abilitate de învățare - comparativ cu animalele dintr-un grup de control. În plus, a fost îmbunătățită așa-numita plasticitate sinaptică din hipocamp, o regiune importantă de învățare a creierului. „Plasticitatea sinaptică” este o măsură a cât de bine comunică celulele nervoase între ele și, astfel, baza celulară pentru învățare.
Apoi, oamenii de știință au investigat ce mecanism ar putea sta la baza acestui fenomen. S-au concentrat pe moștenirea epigenetică a taților și și-au căutat baza materială în spermă. Pe lângă ADN-ul tatălui - molecula în care este depozitat machiajul genetic - spermatozoizii mai conțin așa-numitele molecule de ARN. În experimente, oamenii de știință au verificat, prin urmare, ce rol joacă aceste molecule de ARN în transmiterea capacității de a învăța. Pentru a face acest lucru, au extras ARN din celulele de spermă ale șoarecilor care erau activi fizic și mental. Aceștia i-au injectat în celulele ovulelor fertilizate și au examinat animalele care s-au dezvoltat din ele. Concluzie: Plasticitatea sinaptică și capacitatea de a învăța au fost, de asemenea, îmbunătățite la acești șoareci. Activitatea fizică și mentală a avut un efect pozitiv asupra abilităților cognitive ale descendenților și acest efect a fost transmis prin ARN în spermă.
Urmărirea ARN-ului responsabil
În alte experimente de injectare cu extracte de ARN, oamenii de știință au reușit să restrângă ce ARN sunt responsabili pentru moștenirea epigenetică. Au arătat că doi așa-numiți microARN-uri - miARN212 și miARN132 - pot explica cel puțin o parte a abilității de învățare moștenite. microARN-urile sunt molecule de control; influențează activarea genelor. „Pentru prima dată, munca noastră aduce un fenomen epigenetic în termeni concreți cu anumite microARN-uri”, spune Fischer, om de știință senior la DZNE și la Clinica UMG pentru Psihiatrie și Psihoterapie.
În plus, cercetătorii au descoperit că miRNA212 și miRNA132 se acumulează atât în creier, cât și în sperma șoarecilor după activitate fizică și mentală. În creier, acești ARN - așa cum se știa deja - promovează formarea sinapselor și, astfel, capacitatea de a învăța. Acestea sunt transmise descendenților prin spermă. „Aici, probabil, schimbă dezvoltarea creierului foarte subtil, astfel încât celulele nervoase să fie mai bine conectate în rețea și descendenții să aibă un avantaj cognitiv”, spune Fischer.
De asemenea, la om se știe că activitatea fizică și antrenamentul mental cresc capacitatea de a învăța. Cu toate acestea, la oameni nu este ușor să se investigheze dacă abilitatea de a învăța este moștenită epigenetic. Cu toate acestea, rezultatele lui Fischer și ale colegilor săi ajută la găsirea indicațiilor pentru această întrebare. Cercetătorii intenționează acum să verifice dacă moleculele miRNA212 și miRNA132 sunt, de asemenea, acumulate în sperma umană după fazele activității fizice sau mentale.
Publicație originală
Eva Benito, Cemil Kerimoglu și colab. Moștenirea intergenerațională dependentă de ARN a plasticității sinaptice sporite după îmbogățirea mediului. Rapoarte de celule (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.059
Sursa: Centrul German pentru Boli Neurodegenerative (DZNE)