A fizikai aktivitás befolyásolja-e a leendő utódok egészségét?
A fizikai és szellemi tevékenység nemcsak a saját agyának kedvez, hanem befolyásolhatja a leendő utódok tanulási képességét is - legalábbis egereknél. Az öröklődésnek ezt a bizonyos formáját bizonyos RNS-molekulák közvetítik. Befolyásolják a génaktivitást, és fizikai és szellemi tevékenység után nemcsak az agyban, hanem a csírasejtekben is felhalmozódnak.
A megszerzett tulajdonságok nem változtatják meg a DNS-szekvenciát, ezért nem adhatók át az utódoknak - ez már régóta a genetika dogmája. Az utóbbi években azonban a tudósok találtak néhány példát, amelyek ellentmondanak ennek az elvnek. A rossz étrend például növeli a betegség kockázatát - nemcsak a saját, hanem az utódokét is. Az életkörülmények, például a stressz vagy a trauma, szintén befolyásolhatják a következő generációt. A tudósok ezt a jelenséget "epigenetikus" öröklődésnek nevezik, mivel ez nem kapcsolódik a DNS-szekvencia változásához.
Örökölt tanulási képesség
Prof. André Fischer és munkatársai most egy másik megszerzett vagyon örökségét vizsgálták: a tanulás képességét. Ismeretes, hogy a mentális és fizikai aktivitás javítja a tanulási képességet és csökkenti az olyan betegségek kockázatát, mint az Alzheimer-kór. Egerekben a tudósok most kimutatták, hogy a tanulás képessége epigenetikusan öröklődött. Amikor Fischer és munkatársai egy olyan stimuláló környezetnek tették ki az egereket, amelyben sokat mozogtak, a későbbi utódaik is hasznot húztak: Jobban teljesítettek a tanulási képesség tesztjeiben - összehasonlítva a kontrollcsoportba tartozó állatokkal. Ezenkívül javult az úgynevezett szinaptikus plaszticitás a hippokampuszban, amely az agy fontos tanulási régiója. A „szinaptikus plaszticitás” annak mérése, hogy az idegsejtek mennyire kommunikálnak egymással, és ezáltal a tanulás sejtalapja.
Ezután a tudósok megvizsgálták, hogy milyen mechanizmus állhat a jelenség hátterében. Az apák epigenetikus öröklődésére koncentráltak, és annak anyagi alapját a spermiumokban keresték. Az apa DNS-e mellett - a molekula, amelyben a genetikai összetétel tárolódik - a spermiumok úgynevezett RNS-molekulákat is tartalmaznak. A kísérletek során a tudósok ezért ellenőrizték, hogy ezek az RNS-molekulák milyen szerepet játszanak a tanulási képesség átadásában. Ehhez RNS-t nyertek ki fizikailag és mentálisan aktív egerek spermasejtjeiből. Fecskendezték ezeket megtermékenyített petesejtekbe, és megvizsgálták a belőlük kifejlődött állatokat. Következtetés: Ezekben az egerekben javult a szinaptikus plaszticitás és a tanulás képessége is. A fizikai és szellemi tevékenység pozitív hatással volt az utódok kognitív képességeire, és ez a hatás a spermium RNS-en keresztül terjedt.
A felelős RNS felkutatása
Az RNS-kivonatokkal végzett további injekciós kísérletek során a tudósok le tudták szűkíteni, hogy mely RNS-ek felelősek az epigenetikus öröklésért. Megmutatták, hogy két úgynevezett mikroRNS - miRNA212 és miRNA132 - megmagyarázhatja az öröklött tanulási képesség legalább egy részét. A mikroRNS-ek kontrollmolekulák, befolyásolják a gének aktiválódását. "Munkánk most először hoz létre epigenetikus jelenséget konkrét mikroRNS-ekkel" - mondja Fischer, a DZNE és az UMG Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinikájának vezető tudósa.
Ezenkívül a kutatók azt tapasztalták, hogy a miRNA212 és a miRNA132 mind az agyban, mind az egerek spermájában fizikai és szellemi tevékenység után felhalmozódik. Az agyban ezek az RNS-ek - amint már ismert volt - elősegítik a szinapszisok kialakulását és ezáltal a tanulás képességét. A spermiumon keresztül jutnak el az utódokhoz. "Itt valószínűleg nagyon finoman változtatják meg az agy fejlődését, hogy az idegsejtek jobban összekapcsolódjanak, és az utódoknak kognitív előnyük legyen" - mondja Fischer.
Az embereknél is ismert, hogy a fizikai aktivitás és a mentális edzés növeli a tanulás képességét. Emberben azonban nem könnyű megvizsgálni, hogy a tanulás képessége epigenetikusan öröklődik-e. Fischer és munkatársai eredményei azonban segítenek megtalálni a jelzéseket erre a kérdésre. A kutatók most azt tervezik, hogy ellenőrizzék, hogy a miRNA212 és miRNA132 molekulák felhalmozódtak-e az emberi spermiumokban a fizikai vagy szellemi tevékenység fázisai után is.
Eredeti kiadvány
Eva Benito, Cemil Kerimoglu és mtsai. A fokozott szinaptikus plaszticitás RNS-függő generációk közötti öröklődése a környezeti dúsítás után. Cell Reports (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.059
Forrás: Német Idegenerációs Betegségek Központja (DZNE)