Stressiolukorras kasvatatud hiired on täiskasvanuna kohanemisvõimelisemad ja võivad seda iseloomu oma kutsikatele edasi anda.
Autor Kate Yandell | November 18, 2014
Mitmed uuringud näitavad, et väga noorte loomade või inimestega kogetud stress võib avaldada vaimsele ja kognitiivsele tervisele negatiivset mõju, mis võib epigeneetilise muundamise kaudu hiljem järglastele edasi kanduda. Täna (novembris 18) avaldatud uuringu kohaselt võib hiirte varases elustressis olla ka positiivseid tagajärgi, mis võivad ka poegadele edasi kanduda Nature Communications. Stressis isaste hiirte kutsikad olid käitumuslikult paindlikud, mida näitas nende võime täita ülesandeid, mis nõudsid aja jooksul ootamist või kohandamist. Ja need kutsikad olid muutnud oma hipokampuses histoone, mis on seotud mineralokortikoidi retseptori geeniga, mis osaleb stressireaktsioonis.
"Inimesed on mitu korda näidanud, et stressi negatiivsed mõjud võivad üle kanduda järgmisele põlvkonnale," ütles Deena Walker, neuroteaduste järeldoktor New Yorgi Siina mäe meditsiinikoolis, kes ei olnud uuringutega seotud. “See on huvitav. . . et nüüd näeme ka nende stressi kasulike mõjude möödumist. "
"Traumade mõju võib olla üldiselt negatiivne, kuid [see] võib pakkuda ka positiivseid külgi," ütles uuringu kaasautor Isabelle Mansuy, Zürichi ülikooli ja Šveitsi föderaalse tehnoloogiainstituudi neuroepigenetika professor.
Mansuy ja tema kolleegid allutasid vastsündinud hiirtele kahe nädala jooksul ettearvamatu emade eraldamise koos ettearvamatu emade stressiga (MSUS). MSUS tähendab, et poegade emad võetakse ettearvamatute ajavahemike järel ära ja nende emad allutatakse stressiolukordadele, näiteks paigutatakse kramplikesse torudesse või kuuma veega tassidesse. Meeskond "üritas varajases elus reprodutseerida keerulisi olukordi, mis hõlmasid hooletussejätmist, ettearvamatust ja ebausaldusväärset hoolitsust", ütles Mansuy.
Seejärel tegid teadlased hiirtele ülesanded, mis nõudsid vee ja toidu saamiseks kiiresti muutuvate reeglite järgimist. Näiteks said hiired ühe ülesande eest tasu, kui nad torkasid viivituse järel oma nina õigel ajal auku, millest andis märku tuli. Kui viivitus oli lühike, toimisid kontroll- ja MSUS-hiired sarnaselt, kuid pikema viivitusega, hilisemas elus stressis olnud hiired ületasid kontrollide tulemusi. Kui teadlased aretasid MSUS-isaseid metsiktüüpi emasloomadega, edestasid saadud järglased samamoodi nina pistmise testiga.
Teadlased viisid mõned katsed läbi ainult emaste kutsikate ja isadeta, kuna need ülesanded nõudsid hiirte paigutamist rühmapuuridesse, mis võivad häirida isaste hierarhiat. Ühes testis said hiired kõigepealt jooki, kui nad käisid puuri kahte nurka külastades üksteise vastas. Hiljem said loomad tasu ainult siis, kui nad liikusid puuri ülejäänud kahe nurga vahel diagonaalselt. MSUS-hiirte tütred täitsid ülesandeid edukalt sagedamini kui kontrollloomad.
"Ma arvan, et [MSUS] annab keerukates tingimustes eelise," ütles Mansuy. “Sest [hiired] on sattunud sellistesse traumaatilistesse seisunditesse. . . nad töötavad välja strateegiaid paremaks muutmiseks, kui nende elu on kuidagi ohustatud. ”
Järgmine eesmärk oli uurida, kuidas hiired neid käitumisjooni omandavad ja neid edasi annavad. Nad otsustasid uurida mineralokortikoidi retseptori ekspressiooni, mis mängib rolli stressireaktsioonis, ärevuses ja eesmärgile suunatud käitumises. Nad leidsid, et see oli MSUS-i hiirte ja nende kutsikate hipokampuses alaekspresseeritud. Kui kontrollitud ja stressiga hiirte DNA metüleerimise tasemed mineralokortikoidi retseptori juures olid sarnased, siis MSUS hiirte järglastel vähenes atsetüülimine ja läheduses asuvate histoonide teatud tüüpi metüleerimine.
Kui teadlased süstisid hiirtele ensüüme, mis blokeerisid atsetüülimist ja metüülimist, suruti mineralokortikoidi retseptori ekspressioon maha. Samuti, kui nad süstisid hiirtele neid ensüüme või blokeerisid mineralokortikoidi retseptori, näitasid hiired sarnaseid käitumuslikke muutusi kui need, mida täheldati MSUS-i hiirtel. Meeskond "tegi farmakoloogilisi inhibiitoreid kasutades tõeliselt toredat tööd, et korrata järeldust, mida nad olid koos stressoriga näinud", ütles Walker.
Jääb ebaselgeks, kuidas stressis isased hiired oma käitumist poegadele edasi annavad. Teadlased leidsid, et stressis olevate isade seemnerakkudes oli kõrgendatud DNA metüleerimine mineralokortikoidi retseptori promootoril.
Kuid Sarah Kimmins, reproduktiivbioloog, kes uurib epigeneetikat Montreali McGilli ülikoolis, ei leidnud, et DNA metüleerimise leiud oleksid tähenduslikud. "Teie metüleerimine jääb teie eksimuse viga," ütles ta. Lisaks ütles ta, et metüülimistase oli nii madal, et tõenäoliselt ei avaldanud see olulist bioloogilist mõju.
Mansuy sõnul võiks tunnuse edasiandmisele kaasa aidata ka rida muid epigeneetilisi muutusi. Näiteks on tema laboris tehtud varasem töö näidanud, et muutused spermatosoidide mittekodeerivas RNA arvukuses võivad toimuda edastada trauma tagajärgi põlvkondade kaupa.
Kuidas sperma epigeneetilised modifikatsioonid pääsevad massilisest epigeneetilisest ümberplaneerimisest, mis toimub pärast munaraku viljastamist, on siiani teadmata. Kimmins ütles, et vanemate stressi üldine nähtus, mis mõjutab järgnevat põlvkonda, on tõeline. "Küsimus on järgmine: kuidas see toimub?"
Mansuy ütles, et tema labor jätkab tööd selle mõistmiseks, kuidas edastatakse MSUS-i mõju tulevastele põlvedele. Praegu soovitab käesolev uuring, et teadlased peaksid tähelepanu pöörama tähelepanuta jätmise kergele hõbedasele voodrile. "Üllatav oli näha, et käitumise paindlikkust täheldati erinevatel ülesannetel, seda täheldati nii meestel kui naistel ja seda edastati põlvkondade kaupa," ütles Mansuy.
K. Gapp jt: „Isade varajane elustress parandab nende järglaste käitumispaindlikkust“ Loodusside, doi: 10.1038 / ncomms6466, 2014.
;