Ожирение вызвало эпигенетические изменения в сперме мужчин

Датские ученые из Университета Копенгагена пришли к выводу о том, что ожирение вызывает эпигенетические изменения в сперме мужчин. Эта информация способна передаваться их детям и увеличивать вероятность развития у них ожирения. Данные этого исследованияопубликованы в журнале Cell Metabolism.

Сейчас существуют многочисленные свидетельства того, что дети, рожденные от отцов, страдающих ожирением, имеют высокий риск развития этого заболевания во взрослом возрасте независимо от состояния метаболизма матери. Известно, что ключевые внешние факторы, провоцирующие развитие ожирения, — гиподинамия и избыток калорий в пище — вызывают изменения в статусе метилирования ДНК (эпигенетические изменения) клеток жировой ткани и скелетных мышц. Ученые из Университета Копенгагена впервые выяснили, как эти изменения влияют на ДНК сперматозиодов и, тем самым, на наследование рисков ожирения.

Для ответа на этот вопрос авторы исследования собрали образцы спермы у 23 европейцев в репродуктивном возрасте от 20 до 40 лет. В этой группе 13 пациентов имели нормальную конституцию и индекс массы тела (ИМТ) 22,9, а 10 пациентов страдали ожирением (ИМТ 31,8). Во всех образцах проанализировали характер расположения гистонов, уровень экспрессии коротких некодирующих РНК (sncRNA) и уровень метилирования ДНК. Эти тесты показали, что упаковка геномной ДНК в сперматозоидах мужчин с ожирением не отличается от упаковки ДНК у стройных мужчин. Этот фактор является важным показателем развития плода.

sncRNA представляют собой группу разных молекул РНК, непосредственно отвечающих за эпигенетическое наследование признаков. У пациентов с ожирением общий уровень экспрессии этих молекул оказался повышенным по сравнению со здоровыми мужчинами.

Метилирование ДНК происходит в определенных участках генома и важно для развития плода, а профиль метилирования ДНК наследуется ребенком по отцовской линии. Результаты исследования выявили, что у пациентов с ожирением повышенная частота метилирования ДНК наблюдается в области, связанной с протаминами и отвечающей упаковку ДНК в сперматозоидах и передачу генетической информации плоду. Помимо этого, статистически значимое увеличение профиля метилирования было обнаружено в ДНК генов, отвечающих за контроль аппетита и развитие нервной системы.

Ученые также выяснили, как снижение веса влияет на эпигеном сперматозоидов человека. Для этого исследовали образцы спермы 6 мужчин, перенесших бариатрические операции — хирургические вмешательства для снижения веса и риска развития диабета 2 типа. Образцы отбирали за 1 неделю до и после операции, а также через год после нее, когда вес пациентов стабилизировался. Эти исследования показали, что профиль метилирования ДНК способен быстро меняться в результате потери веса. Эпигенетические изменения скорее всего происходят на последних стадиях развития сперматозоидов и сосредоточены в генах, отвечающих за метаболизм и развитие ожирения и связанных с ним признаков.

Результаты исследования свидетельствуют о том, что у здоровых мужчин и пациентов с ожирением существует большое количество эпигенетических различий во всех тканях организма, включая сперму. Последнее обстоятельство представляет особый интерес, поскольку может непосредственно приводить к функциональным последствиям у детей, отцы которых страдают ожирением.

Екатерина Корзенева