Теперь исследователи из Национального исследовательского центра приматов Йеркса Университета Эмори обнаружили случай, когда животные передавали более конкретную информацию о травматическом опыте своему потомству. Эта информация поступает не через социальное общение, а по наследству.Исследователи обнаружили, что когда мышь учится бояться определенного запаха, его или ее щенки будут более чувствительны к этому запаху, даже если щенки никогда с ним не сталкивались.
Результаты были опубликованы в Интернете 1 декабря 2013 года в журнале Nature Neuroscience.«Знание того, как опыт родителей влияет на их потомков, помогает нам понять психиатрические расстройства, которые могут иметь межпоколенческую основу, и, возможно, разработать терапевтические стратегии», — говорит старший автор Керри Ресслер, доктор медицинских наук, профессор психиатрии и поведенческих наук. Медицинская школа Эмори.Ресслер работает при поддержке Медицинского института Говарда Хьюза в Национальном исследовательском центре приматов Йеркса Университета Эмори.
Первый автор статьи — докторант Брайан Диас, PhD.Диас и Ресслер научили мышей бояться запаха, сочетая воздействие запаха с легким поражением электрическим током.
Затем они измерили, насколько животное испугалось в ответ на громкий шум на исходном уровне и в связи с появлением запаха.К удивлению, они обнаружили, что наивное взрослое потомство сенсибилизированных мышей также больше испугалось в ответ на особый запах, которого один из родителей научился бояться. Кроме того, они могли лучше улавливать небольшие количества этого запаха.
Чувствительное к запаху потомство в целом не было более тревожным; Диас обнаружил, что они не больше боялись исследовать открытые участки лабиринта.Диас и Ресслер воспользовались результатами предыдущих исследований биологии обнаружения запахов.
Ученые знали, что химическое вещество ацетофенон активирует определенный набор клеток в носу и определенный ген "рецептора запаха" в этих клетках. [Ацетофенон пахнет цветущей вишней.]И отец-мышь, чувствительный к запаху, и его детеныши имеют больше места в обрабатывающей запах части их мозга, называемой обонятельной луковицей, предназначенной для запаха, к которому они чувствительны.Диас обнаружил, что и матери, и отцы могут передавать приобретенную чувствительность к запаху, хотя матери не могут этого сделать с приемными детенышами, показывая, что эта чувствительность не передается через социальное взаимодействие.
Будущие матери проходят обучение шоку от запаха до (а не во время) зачатия и беременности.Наследование происходит даже в том случае, если мыши зачаты путем экстракорпорального оплодотворения, а чувствительность проявляется даже во втором поколении (внуки). Это указывает на то, что каким-то образом информация об опыте, связанном с запахом, передается через сперму или яйцеклетки.
Диас обнаружил, что ДНК спермы чувствительных к запаху мышей-отцов изменена. Это пример «эпигенетического» изменения: передается не в буквенной последовательности ДНК, а в ее упаковке или химических модификациях.У мышей, которых учат бояться ацетофенона, ген рецептора запаха, который реагирует на ацетофенон, имеет измененный образец метилирования: химическая модификация ДНК, которая регулирует активность генов.
Однако неясно, достаточно ли изменений в этом гене, чтобы повлиять на чувствительность животного к запаху.«Хотя последовательность гена, кодирующего рецептор, который реагирует на запах, не изменилась, это может повлиять на то, как этот ген регулируется», — говорит Ресслер. "Есть некоторые свидетельства того, что некоторые из общих эффектов диеты и гормональных изменений, а также травмы могут передаваться эпигенетически.
Разница в том, что процесс обучения чувствительности к запахам влияет на нервную систему — и, по-видимому, репродуктивную систему. клетки тоже — таким специфическим образом ".Чего исследователи еще не знают:
Являются ли эти эффекты обратимыми — если сенсибилизированные родители позже научатся не бояться запаха, будут ли эти эффекты по-прежнему заметны у их щенков?Это случается только с запахами?
Могут ли мыши, обученные бояться определенного звука, например, передать чувствительность к этому звуку?Все ли сперматозоиды или яйцеклетки несут эпигенетические метки, передающие чувствительность к запаху?
Как информация о запахе достигает сперматозоидов или яйцеклеток?«На данный момент мы действительно только начинаем поверхностно», — говорит Диас. «Наша следующая цель должна заключаться в ограждении потомков от этих эффектов.
Такие вмешательства могут стать основой лечения, направленного на предотвращение развития психоневрологических расстройств, корни которых лежат в травмах предков».