Питание отца перед зачатием влияет на здоровье ребенка

Профессора биологии Майкл Полак (Michal Polak) и Джошуа Бенуа (Joshua Benoit) подбирали разные диеты для самцов плодовых мух, и смогли проследить явную корреляцию между питанием отцов и выживаемостью их детей.

Известно, что отец отвечает за половину генов своих потомков. Но исследование ученых из Университета Цинциннати показало также значительное влияние негенетических факторов. Концепция такого воздействия носит название «эпигенетики» - это закономерности изменения экспрессии генов, вызванные механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК. Эпигенетические факторы включают экологию, а также воздействие токсинов, передающихся потомкам через сперму самцов.

В ходе исследования, ученые изолировали друг от друга самок и самцов плодовых мух вида Drosophila melanogaster, который знаменит своей высокой репродуктивной способностью. Одна-единственная муха может откладывать до 50 яиц в день, то есть целых 2 000 яиц в течение своей короткой двухмесячной жизни.

Ученые кормили всех самок мух одинаково - они получали одинаковый рацион из дрожжевой кукурузной муки. Контролируя диету и возраст самки, исследователи пытались ограничить их влияние на здоровье потомства. А для самцов они разработали 30 различных видов диет на основе дрожжей и сахаров. Качество пищи в разных диетах сильно варьировалось по уровню содержания белков, углеводов и калорий. Ни один из самцов не умер от голода – это гарантировало, что эксперимент случайно не уничтожил самых слабых и наименее надежных самцов. Через 17 дней строгой диеты самцы спаривались индивидуально и последовательно с двумя самками, с интервалом 15 минут.

После этого самок помещали в изолированные флаконы, заполненные виноградным агаром, подходящим для кладки яиц. Через 24 часа исследователи подсчитали отложенные яйца, и еще через 24 часа их исследовали под микроскопом, чтобы определить, сколько в них было жизнеспособных эмбрионов. Неоплодотворенные яйца были исключены из рассмотрения.

Полак и Бенуа обнаружили, что вероятность выживания эмбрионов, полученных в результате второго спаривания, тем выше, чем сбалансированнее была диета их отцов (эти эффекты были менее очевидны при первом спаривании). Диета с высоким содержанием углеводов оказалась наименее благоприятной для потомства. Смертность эмбрионов была самой высокой для потомства тех самцов, которых перед спариванием держали на высокоуглеводной диете с низким содержанием белка. Исследователи также обнаружили связь между состоянием тела самца и смертностью его потомства. Самцы с самыми низкими запасами энергии (по результатам измерений содержания в их телах жирных кислот, глюкозы и белка) имели меньше выживших потомков.

Заметим, что эксперименты на плодовых мухах заработали уже шесть Нобелевских премий, в том числе, и в этом году – в области физиологии и медицины. В частности, в последнем исследовании, удостоенном Нобелевской премии, было установлено, как именно гены контролируют «биологические часы» или циркадные ритмы. Сегодня биологи регулярно изучают плодовых мух, потому что они «разделяют» с человеком 60% генов и более 75% генетических болезней.

Юлия Бондарь