Myši chované v stresových podmienkach sú prispôsobivejšie ako dospelí a môžu túto vlastnosť preniesť na svoje mláďatá.
Autor: Kate Yandell | 18, 2014
Mnohé štúdie naznačujú, že stres, ktorý sa vyskytuje u veľmi mladých zvierat alebo ľudí, môže mať nepriaznivé účinky na duševné a kognitívne zdravie, ktoré sa neskôr môže preniesť na potomstvo prostredníctvom epigenetickej modifikácie. Podľa štúdie uverejnenej dnes (november 18) v štúdii publikovanej v novembri (november XNUMX) však stres u myší môže mať tiež pozitívny vplyv, ktorý sa môže preniesť na mláďatá. Nature Communications, Šteniatka stresovaných samcov myší boli behaviorálne flexibilné, čo dokazuje ich schopnosť plniť úlohy, ktoré si vyžadovali čakanie alebo úpravu ich správania v priebehu času. A tieto šteňatá zmenili svoje hippocampi modifikácie na históny spojené s génom pre mineralokortikoidný receptor, ktorý sa podieľa na stresovej reakcii.
"Ľudia mnohokrát preukázali, že negatívne účinky stresu sa môžu preniesť na ďalšiu generáciu," uviedol Deena Walker, neurovedný doktorát na lekárskej fakulte Mount Sinai v New Yorku, ktorý sa nezúčastnil výskumu. "Je to zaujímavé . , , že teraz vidíme aj niektoré z tých pozitívnych účinkov stresu. “
„Účinok traumy môže byť celkovo negatívny, ale môže poskytnúť aj niektoré pozitívne stránky,“ uviedla spoluautorka štúdie Isabelle Mansuyová, profesor neuroepigenetiky na univerzite v Zürichu a Švajčiarskeho federálneho technologického inštitútu.
Mansuy a jej kolegovia podrobili novonarodené myši nepredvídateľnej materskej separácii v kombinácii s nepredvídateľným materinským stresom (MSUS) počas dvoch týždňov. MSUS znamená odoberanie matiek mláďat v nepredvídateľných intervaloch a vystavenie ich matiek stresovým situáciám, ako napríklad umiestnenie do stiesnených trubíc alebo do šáliek studenej vody. Tím sa „snažil replikovať hektické podmienky počas raného života, ktoré zahŕňali zanedbávanie, nepredvídateľnosť a nespoľahlivú starostlivosť“, povedal Mansuy.
Vedci potom myši prinútili splniť úlohy, ktoré si vyžadovali dodržiavanie rýchlo sa meniacich pravidiel na získavanie vody a jedla. Napríklad v jednej úlohe dostali myši odmenu, ak po oneskorení, signalizovanom svetlom, strčili nosy do otvoru v správny čas. Keď bolo oneskorenie krátke, kontrolné a MSUS myši sa chovali podobne, ale s dlhším oneskorením myši, ktoré boli v počiatočnom živote stresované, prekonali kontrolné vzorky. Keď vedci chovali samcov MSUS s divokými samicami, výsledný potomok podobne vynikal pri skúške nosom.
Vedci tiež vykonali niektoré testy iba s mláďatami a žiadnymi otcami, pretože tieto úlohy vyžadovali umiestnenie myší do skupinových klietok, ktoré môžu narušiť mužské hierarchie. V jednom teste dostali myši najskôr drink, ak sa striedali medzi návštevou dvoch rohov klietky oproti sebe. Neskôr dostali zvieratá odmenu iba vtedy, ak sa pohybovali šikmo medzi ostatnými dvoma rohmi klietky. Dcéry myší MSUS úspešne plnili úlohy častejšie ako kontrolné zvieratá.
"Myslím, že [MSUS] poskytuje výhodu v náročných podmienkach," uviedol Mansuy. „Pretože [myši] boli vystavené takým traumatickým podmienkam. , , vyvíjajú stratégie, aby boli lepšie, keď je ich život nejako ohrozený. “
Vedci sa potom rozhodli určiť, ako myši získavajú a prenášajú tieto vlastnosti správania. Rozhodli sa preskúmať expresiu mineralokortikoidového receptora, ktorý hrá úlohu v stresovej reakcii, úzkosti a správaní zameranom na cieľ. Zistili, že v hippocampoch myší MSUS a ich mláďat nebolo dostatočne stlačené. Zatiaľ čo hladiny metylácie DNA medzi kontrolnými a stresovanými myšami na mineralokortikoidovom receptore boli podobné, u potomkov myší MSUS sa acetylácia a niektoré typy metylácie blízkych histónov znížili.
Keď vedci injektovali myši enzýmami blokujúcimi acetyláciu a metyláciu, expresia mineralokortikoidového receptora bola potlačená. Podobne, keď myši injikovali tieto enzýmy alebo blokovali mineralokortikoidový receptor, myši vykazovali podobné zmeny správania, aké sa pozorovali u myší MSUS. Tím „odviedol naozaj peknú prácu s použitím farmakologických inhibítorov na opakovanie zistení, ktoré videli so stresorom,“ uviedol Walker.
Zostáva nejasné, ako presne namáhané samce myší prenášajú svoje správanie na mláďatá. Vedci zistili, že spermie stresovaných otcov mali zvýšenú metyláciu DNA na promótore pre mineralokortikoidný receptor.
Ale Sarah Kimmins, reprodukčný biológ, ktorý študuje epigenetiku na McGill University v Montreale, nezistil zistenia metylácie DNA zmysluplné. "Vaša metylácia je v rámci vašej chyby pri teste," povedala. Okrem toho povedala, že úrovne metylácie sú také nízke, že pravdepodobne nebudú mať významný biologický účinok.
Mansuy hovorí, že k prenosu vlastností môže tiež prispieť množstvo ďalších epigenetických zmien. Napríklad predchádzajúca práca mimo laboratória naznačila, že zmeny v množstve nekódujúcej RNA v spermiách môžu prenášajú účinky traumy naprieč generáciami.
Ako epigenetické modifikácie v sperme unikajú masovému epigenetickému preprogramovaniu, ktoré nastane po oplodnení vajíčka, stále nie je známe. Všeobecný jav rodičovského stresu, ktorý má vplyv na následnú generáciu, je skutočný, uviedli Kimmins. "Otázka znie: Ako sa to deje?"
Mansuy uviedla, že jej laboratórium pokračuje v práci na porozumení toho, ako sa účinky MSUS prenášajú na budúce generácie. Táto štúdia zatiaľ navrhuje, aby vedci venovali pozornosť zanedbávaniu mierneho strieborného podhľadu. "Prekvapivé bolo vidieť, že behaviorálna flexibilita bola pozorovaná pri rôznych úlohách, že bola pozorovaná u mužov aj žien a že bola prenášaná cez generácie," uviedol Mansuy.
K. Gapp a kol., „Včasný stres u otcov zlepšuje pružnosť v správaní svojich potomkov.“ Prírodné komunikácie, doi: 10.1038 / ncomms6466, 2014.
;
