Аннотация:
Новое биологическое исследование показывает, что возраст матери на момент родов может оставить биологический отпечаток у ее потомства, который сохраняется на несколько поколений, влияя на его физические характеристики, продолжительность жизни и поведенческие характеристики. Исследователи полагают, что этот эффект, скорее всего, не связан с изменениями в самой ДНК, а связан с обратимым эпигенетическим механизмом.
Научное сообщество называет этот феномен «эффектом возраста матери». Исследователи наблюдали подобные явления у всех: от беспозвоночных до людей, слонов и других млекопитающих. Существует множество свидетельств того, что пожилые матери, как правило, делают потомство более восприимчивым к определенным неблагоприятным воздействиям, но биологические механизмы, лежащие в основе этого явления, долгое время были неясны.
Исследовательская группа Морской биологической лаборатории США отметила, что почти все формы жизни в разной степени проявляют влияние материнского возраста, и большинство этих эффектов связано с рождаемостью в пожилом возрасте. Однако ученые изо всех сил пытались объяснить, как эти эффекты передаются от одного родителя к другому и почему эволюция не устранила эти явления.
Чтобы найти ответы, исследовательская группа обратилась к крошечным водным животным, называемым коловратками. Короткий жизненный цикл и быстрое размножение коловраток позволяют исследователям наблюдать за несколькими поколениями за короткий период времени, что делает их идеальной моделью для изучения биологических эффектов между поколениями.
В ходе эксперимента исследователи сравнили две разные генотипические популяции одного и того же вида коловраток и проследили влияние возраста матери на потомство и последующие поколения. Результаты показывают, что эти эффекты не будут накапливаться и усиливаться при смене поколений, а могут полностью исчезнуть в течение всего лишь одного поколения.
Это открытие удивило исследователей. Потому что, если эффект материнского возраста в основном обусловлен накопленными повреждениями клеток или мутациями ДНК в процессе старения, то соответствующие эффекты теоретически должны сохраняться или даже постепенно усиливаться, и их не следует так быстро обратить вспять.
Основываясь на этом результате, исследовательская группа начала подозревать, что механизм передачи эффекта может относиться к категории эпигенетики. Так называемый эпигенетический механизм подразумевает воздействие на биологические признаки путем регулирования состояния «включено» или «выключено» генов без изменения самой последовательности ДНК. Исследователи полагают, что одним из возможных механизмов является «модификация гистонов» — процесс, который контролирует активацию и экспрессию определенных генов.
В настоящее время исследовательская группа дополнительно проверяет, является ли модификация гистонов основным путем передачи эффектов возраста матери. В то же время они исследуют и другую возможность, а именно, участвует ли в этом процессе митохондриальная ДНК. Поскольку митохондриальная ДНК в основном наследуется от матери к потомству, она может играть роль в передаче информации о возрасте матери.
Исследование также показало, что генетический фон может влиять на специфическое проявление эффектов возраста матери. В популяциях коловраток разных генотипов одно и то же изменение возраста матери иногда может приводить к совершенно разным результатам. В некоторых группах дети старших матерей развиваются хуже; в других группах потомство старших матерей живет дольше или имеет лучшие репродуктивные способности.
Этот феномен показывает, что влияние возраста матери не является абсолютно отрицательным. Конечный результат может зависеть от генетической изменчивости особи и адаптивного механизма, сформировавшегося в ходе длительной эволюции. Исследователи полагают, что в природе могут существовать некоторые генетические варианты, которые могут уменьшить или даже компенсировать неблагоприятные последствия деторождения в пожилом возрасте.
Исследовательская группа заявила, что, хотя в этом исследовании использовалась простая модель беспозвоночных животных, ожидается, что раскрытый механизм поможет ученым глубже понять подобные явления у людей. Если в будущем будет подтверждено, что влияние возраста матери в основном обусловлено эпигенетическими факторами, то эти эффекты теоретически обратимы и также откроют новые направления для изучения проблем старения, фертильности и трансгенерационного здоровья.
Ученые считают, что важным выводом этого исследования является то, что генетическая информация, которую родители оставляют своим потомкам, может исходить не только из самой последовательности ДНК. Жизненный этап и физиологическое состояние матери также могут более сложным и динамичным образом влиять на жизненную траекторию будущих поколений.
Комментарии