В ДНК младенцев нашли эпигенетические следы репродуктивных технологий
Австралийские ученые проанализировали метильные метки на ДНК более 400 человек: новорожденных и взрослых, зачатых естественным путем или с помощью разных репродуктивных технологий. Оказалось, что вне зависимости от типа технологии набор меток на ДНК у «детей из пробирки» имеет свои характерные особенности. Но на здоровье младенцев они не влияют и исчезают по ходу взросления. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
В подавляющем большинстве случаев дети, рожденные с помощью вспомогательных репродуктивных технологий, не уступают по здоровью своим сверстникам, зачатым естественным путем. Единственные аномалии, которые у них находили — впрочем, крайне редко — связаны с нарушением импринтинга, процесса, с помощью которого клетка заставляет «молчать» гены, полученные от одного из родителей. Для этого на участок нити ДНК специальные ферменты навешивают метильные метки, которые делают молекулу более липкой, и она сворачивается в прочный комок. Развернуть его непросто, и таким образом информация, записанная в гене, становится недоступной для считывания. Болезни геномного импринтинга возникают из-за того, что вместо одной активной копии гена в клетке оказываются две или, наоборот, ни одной.
Логично предположить, что и у внешне здоровых «детей из пробирки» метки на ДНК (эпигенетические маркеры) могут иметь какие-то особенности. Чтобы это проверить, австралийские ученые из Института исследования детей Мердок запустили лонгитюдный эксперимент. Они собирали образцы крови у младенцев, зачатых естественным путем или с помощью репродуктивных технологий. Когда эти дети выросли — через 22-35 лет — у них снова брали кровь, чтобы сравнить набор эпигенетических меток. Авторы проекта специально отбирали детей без врожденных заболеваний, чтобы сравнить эпигенетические маркеры, не связанные с ухудшением здоровья. И вот сейчас группа исследователей под руководством Бориса Новаковича (Boris Novakovic) подвела итоги эксперимента.
Ученые обнаружили у младенцев, зачатых с помощью репродуктивных технологий, 136 участков ДНК с особенностями метилирования по сравнению с контрольной группой: на большинстве участков у «детей из пробирки» висела метка, хотя не должна была, а в некоторых случаях — наоборот. Среди взрослых людей, зачатых тем или иным путем, таких различий обнаружить не удалось. Судя по всему, особенности метилирования исчезают в ходе взросления.
Чтобы выяснить, чем вызваны эти различия, исследователи проверили их связь с областями импринтинга — то есть генами и участками хромосом, одна из копий которых должна быть скручена. Но в этих областях особенностей метилирования у «детей из пробирки» обнаружить не удалось.
Тогда ученые измерили общий уровень метилирования ДНК с помощью мобильных элементов. В геноме человека 28 процентов составляют транспозоны Alu и LINE-1, которые, как правило, метилированы и молчат. Измерив количество меток на них, можно судить о количестве меток на всей ДНК. Но и в этом случае разницы между детьми, зачатыми естественным путем или с помощью технологий, ученые не нашли.
Таким образом, особенности метилирования отдельных генов у «детей из пробирки» не связаны ни с общим уровнем метилирования, ни с тем, от какого родителя получены эти гены. Можно было бы предположить, что лишние метильные метки на ДНК появляются во время лабораторных манипуляций с эмбрионами: замораживание, размораживание, инъекция сперматозоида в яйцеклетку и так далее. Исследователи сравнили три группы детей: часть была зачата путем простой инсеминации (женщине вводили сперму в половые пути), часть — с помощью обычного ЭКО (яйцеклетку оплодотворяли сперматозоидом, культивировали эмбрион и подсаживали в матку), а часть появилась на свет из замороженных эмбрионов (то есть их культивировали, замораживали, размораживали, еще какое-то время культивировали — и только потом подсаживали). Но во всех этих группах особенности метилирования были одинаковы. Авторы работы полагают, что к этому могла привести гормональная стимуляция матери, которую необходимо произвести, чтобы получить от нее сразу несколько яйцеклеток. А возможно, дело в эпигенетических особенностях родителей: ведь если им потребовались репродуктивные технологии, значит, у них могут быть какие-то проблемы со здоровьем.
Так или иначе, австралийские исследователи подтвердили: на эпигенетическом уровне «дети из пробирки» отличаются от сверстников, зачатых естественным путем. Но эти отличия не влияют на здоровье и исчезают по мере взросления.
Участникам австралийского исследования повезло: довольно часто особенности метилирования сопровождают тяжелые болезни. Например, по ним можно предсказать развитие диабета.
Полина Лосева
Благодаря воздействию на факторы транскрипции
Экстракт Mallotus furetianus значительно подавляет увеличение массы тела и жировой ткани и снижает риск развития жировой болезни печени у мышей. Как сообщается в журнале Food Science and Nutrition, экстракт in vitro подавлял экспрессию факторов транскрипции, которые участвуют в ранней дифференцировке преадипоцитов, из-за чего было снижено производство и накопление триацилглицеринов. Ученые по всему миру ищут средства терапии и профилактики ожирения, которое выступает основным фактором риска развития различных хронических заболеваний, особенно связанных с образом жизни. Подробнее об этих поисках можно прочитать в материале N + 1 «Больше не ешь». Внимание исследователей привлекают и растительные препараты, которые показывали свой эффект для снижения массы тела и жировой ткани. В частности, это происходило за счет влияния на факторы транскрипции или сигнальные пути, которые происходят на ранних стадиях развития и дифференцировки жировой ткани — адипогенеза. В частности, сообщалось, что ресвератрол из красного вина снижает активность адипогенеза за счет подавления активности фактора некроза опухоли-α в преадипоцитах. Однако подробные механизмы подавления дифференцировки адипоцитов остаются неясными. Акико Кодзима-Юаса (Akiko Kojima-Yuasa) с коллегами из Столичного университета Осаки исследовали эффекты Mallotus furetianus — вида тропического растения семейства молочайных, произрастающего на острове Хайнань в Китае, который традиционно используют в народной медицине при заболеваниях желчного пузыря. Также сообщалось, что экстракт листьев этого растения оказывает антиатеросклеротический и антистеатозный эффект. Сначала они кормили несколько групп мышей высококалорийной или обычной диетой с добавлением 0,24-процентного экстракта Mallotus furetianus или без него. Масса тела мышей, получавших высококалорийную диету, была значительно выше по сравнению с мышами, которые получали обычную диету. Однако масса тела мышей, получавших высококалорийную диету с экстрактом, была значительно ниже, чем масса мышей, получавших только высококалорийную диету. Такие же закономерности ученые нашли для массы жировой ткани придатка яичка и забрюшинного жира. Размер адипоцитов у мышей, получавших высококалорийную диету, был значительно больше по сравнению с контрольными мышами. Однако у мышей, получавших дополнительно с высококалорийной диетой экстракт Mallotus furetianus, размер адипоцитов был значительно меньше. Кроме того, у мышей с ожирением в гепатоцитах накапливались липидные капли, что указывало на развитие стеатоза печени. Этого не наблюдалось у мышей, получавших растительный экстракт. Затем ученые обнаружили, что экстракт снижает активность биосинтеза и накопление триглицеридов. Поскольку известно, что на ранних стадиях дифференцировки адипоцитов экспрессируется фактор транскрипции C/EBPβ, ученые исследовали, как экстракт влияет на его экспрессию через 48 часов после инициации дифференцировки преадипоцитов. Оказалось, что уровень экспрессии гена C/EBPβ оставался неизменным даже при добавлении экстракта, однако снизилась концентрация самого фактора в клетке. В адипоцитах повышенная экспрессия C/EBPβ приводит к индукции других факторов транскрипции — PPARγ и C/EBPa, — которые являются главными регуляторами дифференцировки адипоцитов. Добавление экстракта Mallotus furetianus снижало как уровень экспрессии гена, так и уровень белков PPARγ и C/EBPa. То есть экстракт подавляет экспрессию C/EBPβ посредством посттрансляционных модификаций, что приводит к подавлению транскрипции PPARγ и C/EBPa. Дополнительные анализы показали, что экстракт подавляет фосфорилирование внеклеточных сигнально-регулируемых киназ и снижает уровень экспрессии гена SENP2, потенциально влияя на стабильность и активность белка C/EBPβ. Потенциально экстракт Mallotus furetianus может стать эффективным лекарством для лечения ожирения у людей, однако для этого необходимо проверить профиль его безопасности. Врачи находят у ожирения неожиданные негативные эффекты на здоровье. Например, недавно британские ученые выяснили, что у людей с ожирением значительно снижается продолжительность защитного эффекта вакцин от ковида.