Ændringer i sæd RNA kan danne fremtidige generationer, advarer videnskabsfolk

Mens resten af ​​verden diskuterer etiket for designer babyer, har et hold ved University of Massachusetts Medical School (UMass) vist, at vi måske ikke har brug for CRISPR til at ændre gener af fremtidige generationer. Deres papir, udgivet i denne uge i tidsskriftet Udviklingscell, viser, at ting som kost og stress kan påvirke nogle afgørende genetiske komponenter i sæd, og at disse små ændringer har reelle virkninger på, hvordan babyer udvikler sig.

På samme måde som raketter, der er bundet til det ydre rum, indeholder "nyttelast" som satellitter eller astronauter, der kæmper med store urinkugler, er sædceller også som små raketter, der indeholder deres egen last: "små RNA'er." Denne undersøgelse viste, at ikke kun RNA-sekvenser spiller en afgørende rolle i, hvordan gener bliver udtrykt tidligt i menneskelig udvikling, men de kan også radikalt ændres af fædrenes livsstil. Ting som kost og især stress kan ændre sminke af denne afgørende RNA-last og føre til observerbare ændringer i afkom, siger forsker Colin Conine, Ph.D., ved UMass Medical School's Rando Lab.

"Labs over hele verden har været i stand til at forbinde ændringer i fars livsstil til ændringer i RNA i sædcellerne, og så fører det til fænotyper i afkom," siger Conine. Inverse. "Vores undersøgelse var en af ​​de første til virkelig at se på, hvordan ændringer små RNA'er påvirker tidlig udvikling. Vi ønskede at spørge, hvad er de første trin, der fører til disse fænotyper ned ad vejen?"

For at gøre dette udarbejdede forskerne et forsøg, hvor de testede hvordan sæd fra forskellige områder af musestikikler påvirket genekspression i nogle petri-fadembryoer. Sperm fra caput (latin for "head") eller toppen af ​​testikelen har faktisk forskellige typer af RNA, som sæd opsamles fra cauda (latin for "hale") eller bunden af ​​testikelen, hvor den venter tålmodigt i et reservoir, der skal ejakuleres. Det var mærkeligt, at dette faktisk fungerede som en god måde at teste, hvordan livsstilsændringer faktisk kunne ændre sædets interaktion med embryoner, fordi det tillod forskerne at undersøge, hvordan forskelle i RNA (som dem, der stammer fra kost eller stress) kan påvirke, hvordan embryoner udviklede sig.

Injektion af disse forskellige typer sæd i embryoerne gav nogle mærkelige resultater.Da de injicerede caputsperma i embryoerne, havde de en tendens til at overudtrykke visse gener og i nogle til sidst svigte noget, som holdet omtalte som en "dødelig fænotype". Men endnu mere var de i stand til at bevise, at RNA'er i sæd er vigtigt for embryonudvikling ved at vise en omvendt effekt. Conine siger, at de kunne Gemme nogle af disse dømte embryoner ved at injicere dem med RNA'er fra testikelens cauda-del, som indeholdt sunde, modne sædceller.

"Det lader til, at de små RNA'er i sæd er i stand til at regulere genekspression i embryoet," siger han. "Men det er ret klart, at vi er i stand til at redde disse ændringer i genekspression ved at give tilbage de RNA'er, som vi ved, faktisk opnås normalt under sædmodning."

Disse resultater viser en form for årsag og virkning, selvom Conine stadigvæk er usikker på, hvordan denne kommandokæde rent faktisk udfolder sig i detaljer. Livets aspekter, som stress eller kost, ændrer niveauerne af bestemte typer af RNA'er i sædceller. Disse RNA'er leveres derefter af sæd til embryoet, hvor dette studie har vist, at det kan føre til nogle underlige mønstre af genekspression i fremtiden. Den vigtige afhentning er, at ændringer i fars RNA mere end sandsynligt vil føre til en form for forandring i embryoet.

På dette tidspunkt ved vi ikke faktisk, om disse nye mønstre af genekspression muligvis nødvendigvis er dårlige, siger Conine, men de vil helt sikkert være anderledes. Det kan tage år før vi virkelig forstår, hvad de reelle ændringer vil være hos mennesker, der bæres af embryoner med mærkelige RNA-sekvenser. Men studier som dette er en start.