Ovplyvňuje fyzická aktivita zdravie budúcich potomkov
Fyzické a duševné aktivity neprospievajú iba vášmu mozgu, ale môžu tiež ovplyvniť schopnosť učenia sa budúcich potomkov - aspoň u myší. Táto konkrétna forma dedičnosti je sprostredkovaná určitými molekulami RNA. Ovplyvňujú génovú aktivitu a po fyzickej a duševnej aktivite sa hromadia nielen v mozgu, ale aj v zárodočných bunkách.
Získané vlastnosti nemenia sekvenciu DNA, a preto sa nemôžu prenášať na potomkov - to je už dlho dogma genetiky. Vedci však v posledných rokoch našli niekoľko príkladov, ktoré sú v rozpore s týmto princípom. Zlá strava napríklad zvyšuje riziko chorôb - nielen vašich, ale aj vašich potomkov. Životné okolnosti, ako je stres alebo trauma, môžu mať vplyv aj na ďalšiu generáciu. Vedci tento jav nazývajú „epigenetické“ dedičstvo, pretože nie je spojené so zmenou sekvencie DNA.
Zdedená schopnosť učenia
Profesor André Fischer a jeho kolegovia teraz skúmali dedičstvo po ďalšom nadobudnutom majetku: schopnosti učiť sa. Je známe, že duševná a fyzická aktivita zlepšuje schopnosť učiť sa a znižuje riziko chorôb, ako je Alzheimerova choroba. Vedci teraz u myší preukázali, že schopnosť učiť sa bola epigeneticky zdedená. Keď Fischer a jeho kolegovia vystavili myši stimulujúcemu prostrediu, v ktorom mali veľa pohybu, prospelo to aj ich budúcemu potomkovi: V testoch schopnosti učenia sa im darilo lepšie - v porovnaní so zvieratami v kontrolnej skupine. Okrem toho sa zlepšila takzvaná synaptická plasticita v hipokampe, dôležitej oblasti učenia mozgu. „Synaptická plasticita“ je mierou toho, ako dobre komunikujú nervové bunky navzájom, a teda bunkovým základom pre učenie.
Vedci ďalej skúmali, aký mechanizmus by mohol byť základom tohto javu. Sústredili sa na epigenetické dedičstvo otcov a hľadali jeho hmotný základ v spermiách. Okrem otcovej DNA - molekuly, v ktorej je uložená genetická výbava - obsahujú spermie aj takzvané molekuly RNA. Vedci preto v experimentoch zisťovali, akú úlohu hrajú tieto molekuly RNA pri prenose schopnosti učiť sa. Za týmto účelom extrahovali RNA zo spermií buniek myší, ktoré boli fyzicky a psychicky aktívne. Tieto vpichli do oplodnených vaječných buniek a preskúmali zvieratá, ktoré sa z nich vyvinuli. Záver: U týchto myší sa tiež zlepšila synaptická plasticita a schopnosť učiť sa. Fyzická a duševná aktivita mala pozitívny vplyv na kognitívne schopnosti potomstva a tento účinok sa prenášal prostredníctvom RNA v spermiách.
Sledovanie zodpovednej RNA
V ďalších injekčných experimentoch s extraktmi RNA sa vedcom podarilo zúžiť, ktoré RNA sú zodpovedné za epigenetické dedičstvo. Ukázali, že dve takzvané mikroRNA - miRNA212 a miRNA132 - môžu vysvetliť aspoň časť zdedenej schopnosti učiť sa. mikroRNA sú kontrolné molekuly; ovplyvňujú aktiváciu génov. „Naša práca po prvýkrát prináša konkrétny epigenetický jav s určitými mikroRNA,“ hovorí Fischer, vedúci pracovník DZNE a na klinike psychiatrie a psychoterapie UMG.
Vedci navyše zistili, že miRNA212 a miRNA132 sa po fyzickej a duševnej aktivite hromadia v mozgu aj v spermiách myší. V mozgu tieto RNA - ako už bolo známe - podporujú tvorbu synapsií, a tým aj schopnosť učiť sa. Na potomstvo sa prenášajú prostredníctvom spermií. „Tu pravdepodobne veľmi nenápadne menia vývoj mozgu, aby boli nervové bunky lepšie prepojené a potomkovia mali kognitívne výhody,“ hovorí Fischer.
U ľudí je tiež známe, že fyzická aktivita a duševný tréning zvyšujú schopnosť učiť sa. U ľudí však nie je ľahké zistiť, či je schopnosť učenia sa epigeneticky zdedená. Výsledky Fischera a jeho kolegov však pomáhajú nájsť náznaky pre túto otázku. Vedci teraz plánujú skontrolovať, či sa molekuly miRNA212 a miRNA132 hromadia aj v ľudských spermiách po fázach fyzickej alebo duševnej činnosti.
Pôvodná publikácia
Eva Benito, Cemil Kerimoglu a kol. RNA závislá medzigeneračná dedičnosť zvýšenej synaptickej plasticity po obohatení prostredia. Správy o bunkách (2018). DOI: 10.1016/j.celrep.2018.03.059
Zdroj: Nemecké centrum pre neurodegeneratívne choroby (DZNE)