Μπορείτε να κληρονομήσετε το ταλέντο για τον αθλητισμό από τους γονείς σας, αλλά η σωματική κατάσταση - η οποία καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από την άσκηση και άλλες επιλογές τρόπου ζωής - δεν φαίνεται να μπορεί να κληρονομηθεί.
Αυτά ίσχυαν μέχρι τώρα, γιατί μια νέα μελέτη σε ποντίκια το ανατρέπει, υποδεικνύοντας ότι αρσενικά ζώα που ασκούνται μπορούν να μεταδώσουν την αποκτηθείσα φυσική τους κατάσταση εξαιτίας της άσκησης σε αρσενικούς απογόνους. Με άλλα λόγια βάζει κάποιος τα ζώα να ασκούνται και στη συνέχεια αυτά μεταδίδουν τον φαινότυπο στην επόμενη γενιά. Εάν το ίδιο ισχύει και στους ανθρώπους, λένε οι ερευνητές της μελέτης, οι πατέρες θα μπορούσαν να καθορίσουν τη φυσική κατάσταση των αγοριών τους εάν οι ίδιοι φροντίζουν να διατηρούνται σε φόρμα.
Η μελέτη είναι το πιο πρόσφατο παράδειγμα του πώς τα χαρακτηριστικά μπορούν να μεταβιβαστούν στην επόμενη γενιά όχι μέσω του DNA, αλλά μέσω θραυσμάτων του χημικού ‘ξαδέλφου’ του DNA, του RNA, που συσκευάζονται ως φορτίο στα σπερματοζωάρια και παραδίδονται στο έμβρυο.
Τα περισσότερα κληρονομικά χαρακτηριστικά μεταδίδονται από τους γονείς στους απογόνους τους γονιδιακά. Η γονιδιακή κληρονομικότητα για πνευμόνια με μεγάλο όγκο μπορεί να αυξήσει τις πιθανότητες κάποιου να γίνει δρομέας, για παράδειγμα, αλλά πράγματα που βιώνονται ή μαθαίνονται όπως το μαγείρεμα δεν κωδικοποιούνται σε γονίδια και δεν μπορούν να μεταδοθούν με αυτόν τον τρόπο.
Ωστόσο, οι πρόσφατες εξελίξεις στη βιολογία έχουν δείξει ότι η κληρονομικότητα είναι κάτι περισσότερο από τα γονίδια. Ορισμένα επίκτητα χαρακτηριστικά μπορούν να αλλάξουν τη χημική ‘συσκευασία’ του DNA και να επηρεάσουν τις ιδιότητες των απογόνων, ένα φαινόμενο γνωστό ως επιγενετική.
Πρόσφατη έρευνα εντόπισε τα ονομαζόμενα μικρό-RNA (miRNA) στα σπερματοζωάρια ως έναν μέσο μετάδοσης επιγενετικών πληροφοριών. Για παράδειγμα, οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι η διατροφή, το στρες και οι τοξίνες μπορούν να έχουν αντίκτυπο στο έμβρυο μέσω των miRNA. Μια δημοσίευση του 2021 υπέδειξε ότι τα αρσενικά ποντίκια μπορούν να μεταβιβάσουν μια τάση προς κατάθλιψη στους απογόνους τους.
Η κληρονομικότητα είναι κάτι περισσότερο από τα γονίδια
Οι βιολόγοι αναπαραγωγής Xin Yin και Xi Chen στο Πανεπιστήμιο Nanjing, στην Κίνα έβαλαν αρσενικά ποντίκια να τρέχουν σε διάδρομο για 2 εβδομάδες. Όταν αυτά ζευγάρωσαν με θηλυκά ποντίκια που δεν ασκούνταν καθόλου, οι αρσενικοί τους απόγονοι μπορούσαν να τρέχουν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από τα παιδιά οκνών αρσενικών ποντικών. Οι απόγονοι με την καλύτερη φυσική κατάσταση είχαν επίσης υψηλότερο ποσοστό αντιοξειδωτικών στους μύες τους και δεν έγιναν παχύσαρκα ή διαβητικά όταν εκτέθηκαν σε μια διατροφή με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά, αναφέρει η ομάδα σε μια δημοσίευση που δημοσιεύτηκε στο Cell Metabolism.
Όταν ανέλυσαν την αλληλουχία του RNA στο σπέρμα και στα γονιμοποιημένα ωάρια, οι ερευνητές βρήκαν υψηλότερα επίπεδα σε 10 miRNAs που θα μπορούσαν να εξηγήσουν την καλή φυσική κατάσταση.
Είναι γνωστό ότι η άσκηση αυξάνει τα επίπεδα της πρωτεΐνης PGC-1 alpha στους μύες. Η PGC-1 alpha ενεργοποιεί γονίδια που κατασκευάζουν μιτοχόνδρια, τα μικροσκοπικά οργανίδια του κυττάρου που παράγουν ενέργεια. Μια άλλη πρωτεΐνη που ονομάζεται NCoR1 αναστέλλει την PGC-1 alpha, λειτουργώντας ως φρένο σε αυτό το σύστημα. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα miRNA του σπέρματος που παράγονται από αρσενικά ποντίκια που αθλούνται στοχεύουν την NCoR1, απελευθερώνοντας το φρένο στα έμβρυα ποντικών και ενισχύοντας τον μεταβολισμό και τη μυϊκή λειτουργία των απογόνων.
Για να αποκλείσουν το ενδεχόμενο η καλή φυσική κατάσταση των απογόνων να ήταν με κάποιο τρόπο αποτέλεσμα κλασικής γενετικής μεταφοράς, οι ερευνητές δημιούργησαν διαγονιδιακά ποντίκια των οποίων οι μύες είχαν αυξημένα επίπεδα PGC-1 alpha, μιμούμενα ζώα που προπονούνταν παρόλο που δεν είχαν ασκηθεί. Όταν αυτά τα ποντίκια ζευγάρωσαν με φυσιολογικά θηλυκά, ορισμένα από τα παιδιά τους έφεραν το γονίδιο προκαλώντας υπερβολική αύξηση της PGC-1 alpha και ορισμένα όχι. Αλλά ακόμη και μη διαγονιδιακά ποντίκια έδειξαν υψηλότερη αντοχή. Αυτό δείχνει ότι η κληρονομική φυσική κατάσταση δεν είναι μια γονιδιωματική αλλαγή, αλλά μια επιγενετική.
Ένα παρόμοιο φαινόμενο θα μπορούσε να ισχύει και στους ανθρώπους. Η ομάδα συνέλεξε σπέρμα από οκτώ άνδρες που προπονούνταν τακτικά και από 24 άλλους που δεν το έκαναν και διαπίστωσε ότι 7 από τα 10 ανθρώπινα ισοδύναμα miRNAs ήταν αυξημένα στο σπέρμα των προπονημένων ανδρών.
Χρησιμοποιώντας μια ποικιλία τεχνικών, η ομάδα απομόνωσε ένα miRNA από τα ποντίκια που φαινόταν πιο πιθανό να συμβάλει στη φυσική κατάσταση. Η έγχυση αυτού του μοναδικού μορίου σε έμβρυα από μη προπονημένους πατέρες ήταν αρκετή για να αναπαραγάγει τα οφέλη αντοχής στην άσκηση. Αλλά όταν προστέθηκε το NCoR1 παράλληλα με αυτό, τα πλεονεκτήματα εξαφανίστηκαν. Είναι «εκπληκτικό» το γεγονός ότι ένα μόνο miRNA έχει τόσο μεγάλο αντίκτυπο», λένε οι ερευνητές.
Αυτή είναι η πρώτη μελέτη που δείχνει ότι τα οφέλη της άσκησης μπορούν να μεταδοθούν μέσω των miRNAs, λένε, κάτι που αποτελεί «πραγματικά ένα νέο παράδειγμα». Δείχνει ότι οι επιστήμονες πρέπει να αρχίσουν να καταγράφουν ποιες άλλες πληροφορίες μπορούν να κωδικοποιηθούν στο σπέρμα μέσω των RNAs.
Η βελτιωμένη φυσική κατάσταση απουσίαζε στους θηλυκούς απογόνους, γεγονός που υποδηλώνει ότι σε αυτή την περίπτωση τα RNA του σπέρματος μπορεί να δρουν μόνο μέσω της πατρικής βλαστικής γραμμής. Ούτε τα εγγόνια από τα εκπαιδευμένα ποντίκια ωφελήθηκαν.
Δεν έχει αποσαφηνιστεί ωστόσο, πώς η άσκηση μπορεί να μεταβάλει τα επίπεδα miRNA στο σπέρμα. Μια πιθανότητα, λέει ο Chen, είναι ότι τα μόρια που απελευθερώνονται από τους μύες κατά τη διάρκεια της άσκησης ταξιδεύουν μέσω της κυκλοφορίας του αίματος στην επιδιδυμίδα, τους σωλήνες όπου ωριμάζουν τα σπερματοζωάρια, και επηρεάζουν την παραγωγή RNA του σπέρματος εκεί.
*Η ιστορία πρωτοεμφανίστηκε στο WIRED
