رژیم والدین بر اسپرم و سلامت فرزندان آنها در آینده تأثیر می گذارد

19 مارس 2020 - مصرف رژیم های غذایی کم پروتئین یا پرچرب توسط والدین می تواند منجر به اختلالات متابولیکی در فرزندان آنها در بزرگسالی شود. اکنون، یک تیم از محققان بین المللی به سرپرستی محققانRIKEN Cluster for Pioneering Research (CPR) ، یک بازیکن کلیدی و وقایع مولکولی اساسی این پدیده را در موش ها کشف کردند.

"ریشه های رشد و نموی سلامت و بیماری[1]" یک مکتب فکری است که در آن تأکید می شود که چگونه عوامل پره ناتال مانند استرس و رژیم غذایی در ایجاد بیماری ها در کودکان هنگامی که به بزرگسالی می رسند، تأثیر می گذارد. شواهد آزمایشگاهی نشان می دهد که عوامل محیطی که بر والدین تأثیر می گذارند، در برنامه ریزی مجدد سلامت فرزندان آنها در طول زندگیشان نقش دارند. به ویژه، مشخص شده است که رژیمهای غذایی کم پروتئین والدین، با اختلالات متابولیکی در فرزندانشان مانند دیابت ارتباط دارد.

تصور می شود این پدیده از طریق اپی ژنتیک تنظیم می شود، اپی ژنتیک به تغییرات قابل وراثتی گفته می شود که بوسیله ی آنها ژن ها بدون تغییر واقعی در توالیDNA ی یک انسان؛ روشن یا خاموش گردند. با این حال تاکنون، جزئیات این روند ناشناخته مانده بود.

تیمی به سرپرستی دکترYoshida و دکتر Ishii،این معما را با مطالعه ی موشها بررسی کرده و دریافتند: پروتئینی به نام ATF7 برای این اثر بین نسلی ضروری است، ATF7 یک فاکتور رونویسی است به این معنی که این پروتئین تعیین می کند که چه زمانی ژنها روشن و یا خاموش شوند.نتایج این مطالعه درMolecular Cell ، منتشر شده است.

محققان موشهای نر و ماده را با رژیمهای غذایی معمولی یا رژیمهای غذایی کم پروتئین تغذیه کردند و سپس به آنها اجازه ی جفتگیری دادند. آنها بیان ژن ها - ژن هایی که روشن شده بودند - را در فرزندان بالغ موشهای نر که با این دو نوع رژیم غذایی مختلف تغذیه شده بودند، با یکدیگر مقایسه کرده و دریافتند بیان صدها ژن در کبد،- که بسیاری از آنها در متابولیسم کلسترول نقش دارند-، در فرزندان این دو گروه با هم تفاوت دارد. با این حال، هنگامی که آنها یک نسخه از ژن  ATF7را در موش های نری که با رژیم غذایی کم پروتئین تغذیه شده بودند، به روش مهندسی ژنتیکی حذف کردند، بیان ژن در فرزندان آنها با بیان ژن فرزندانی که والدین آنها با رژیم غذایی عادی تغذیه می شدند، هیچ تفاوتی را نشان نداد.

این نتیجه بدان معنی است که رژیم غذایی موشهای نر می تواند بر سلامت فرزندان آینده ی آنها تأثیر گذارد. از آنجایی که موش های نر نمی توانند فرزندان را در طول دوره جنینی تحت تأثیر قرار دهند، محققان به این نتیجه رسیدند که محتمل ترین سناریو این است که تغییرات اپی ژنتیک در اسپرم موشهای نر قبل از بارداری اتفاق افتاده است و ATF7 در این فرایند نقشی اساسی دارد.

براساس این منطق، محققان در سلولهای اسپرم، به جستجوی ژن هایی پرداختند که توسط ATF7 کنترل می شوند، از میان این ژنها، ژنهایی را یافتند که در متابولیسم چربی و تولید کلسترول در کبد نقش دارند. دکتر Ishii  گفت: آزمایشات ما نشان داد که وقتی پدران رژیم های غذایی با پروتئین کم می خورند، ATF7 از محل اتصال خود بر روی DNA سست شده و دیگر به این ژن ها متصل نمی شود. این به نوبه خود باعث یک تغییر خاص در پروتئین های هیستون می شود، و سبب می گردد این ژن ها که در سلول از اسپرم به ارث رسیده اند و در حالت عادی خاموش هستند، روشن گردند. او افزود: شگفت آورترین و جالب ترین کشف این بود که این تغییر اپی ژنتیکی ناشی از رژیم غذایی کم پروتئین پدری در اسپرم در اسپرماتوژنز حفظ می شود و به نسل بعدی منتقل می شود.

با استفاده از یک مدل موش، این مطالعه به توضیح جزئیات مولکولی مکانیسم نظریه ی ریشه های رشد و نموی سلامت و بیماری ها و انواع شرایط تغذیه ای که می تواند منجر به بیماری های مرتبط با شیوه زندگی در کودکان شود، مانند دیابت کمک نمود. علاوه بر این، اکنون می توان با اندازه گیری تغییرات اپی ژنتیک در ژن های شناسایی شده در سلولهای اسپرم پدری، تغییرات متابولیکی در نسل بعدی را پیش بینی کرد.

دکترIshii  گفت: ما امیدواریم که افراد، به ویژه افرادی که به طور دلخواه مواد غذایی کمی مصرف می کنند، هنگام برنامه ریزی برای فرزند دار شدن، توجه بیشتری به رژیم غذایی خود داشته باشند. نتایج ما نشان می دهد رژیم های غذایی با پروتئین بیشتر و چربی کمتر، نه تنها برای بدن خود افراد بهتر است، بلکه همچنین بر سلامتی اسپرم و کودکان بالقوهی آنها نیز تاثیر می گذارد.

منبع:

Molecular Cell, 2020; DOI: 10.1016/j.molcel.2020.02.028

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200319125232.htm