موجز البحث عبارة عن نبذة قصيرة عن العمل الأكاديمي المثير للاهتمام.
الفكرة الكبيرة
تختلف الحيوانات المنوية لدى الفئران الأكبر سناً عن تلك الموجودة لدى الفئران الأصغر سناً بطرق قد تؤثر على نمو الجنين، وفقاً لبحث نُشر مؤخراً.
لا يحمل الحيوان المنوي الجينات فحسب، بل يحمل أيضًا التعليمات التي تحدد الجينات التي سيتم تشغيلها أو إيقافها في النسل. تُعرف هذه الاتجاهات بالمعلومات اللاجينية.
في الفئران التي درسناها، كان للعمر تأثير عميق على نشاط العديد من الجينات في الحيوانات المنوية. لقد وجدنا أن العمر يؤثر على آليتين لاجينيتين على وجه الخصوص: مثيلة الحمض النووي، التي تغير الحمض النووي كيميائيًا لمنع جينات معينة، والحمض النووي الريبي الصغير، وهي طريقة أخرى لإسكات الجينات.
لماذا يهم
في البلدان المتقدمة، ينجب الناس طفلهم الأول في وقت متأخر أكثر من أي وقت مضى. وفي الولايات المتحدة، ارتفع عدد الرجال الذين تتراوح أعمارهم بين 35 و44 عاماً والذين لديهم أطفال بنسبة 50% على مدى العقود الثلاثة الماضية. الجانب السلبي لهذا الاتجاه هو أن الأطفال الذين ينجبهم آباء أكبر سناً يكونون أكثر عرضة لخطر الإصابة بظروف صحية ضارة.
وتشمل هذه الحالات أشكالًا مختلفة من السرطان، والفصام، واضطراب طيف التوحد، والاضطراب ثنائي القطب، واضطراب نقص الانتباه/فرط النشاط، وغيرها.
أصبح من الواضح الآن أن جودة المعلومات التي تنقلها الحيوانات المنوية تتناقص مع تقدم العمر. ومع ذلك، ما زلنا لا نعرف ما إذا كانت هذه التغييرات تحدث من خلال تراكم الطفرات أو بعض الآليات الأخرى. تشير بيانات الفئران لدينا إلى أن التغيرات اللاجينية هي أحد الأسباب.
كيف نقوم بعملنا
في تجاربنا، قمنا بجمع الحيوانات المنوية من فئران عمرها 65 يومًا وفئران عمرها 120 يومًا. تتوافق هذه الأعمار تقريبًا مع الأشخاص الذين تتراوح أعمارهم بين 20 إلى 25 عامًا ومن 40 إلى 45 عامًا. قمنا بتحليل الحيوانات المنوية لهذه الحيوانات باستخدام طرق تعتمد على تسلسل الحمض النووي، ووجدنا أن الحيوانات المنوية لدى الفئران الأكبر سنًا لها سمات جينية مختلفة جدًا – أو تعليمات تشغيل – مقارنة بالفئران الأصغر سنًا.
في الفئران الأكبر سنًا، كان لدى 5319 موقعًا من الحمض النووي مستويات مختلفة من المثيلة، وهي آلية جينية تحدث عند إضافة مجموعة الميثيل (-CH3) إلى الحمض النووي. ولأن حتى الحالات الفردية من المثيلة قد تؤدي إلى تعطيل الجينات القريبة، فإن عدد المواقع التي وجدناها يكفي للتأثير على 5% من جميع جينات الفئران.
تحتوي الحيوانات المنوية لدى الفئران الأكبر سنًا أيضًا على تركيزات مختلفة من RNAs الصغيرة، وهي فئة كبيرة من الجزيئات الصغيرة التي يمكن أن تتداخل مع التعبير الجيني. لقد وجدنا أن 3.6% من جميع أنواع الحمض النووي الريبي (RNA) الصغيرة التي تم تحديدها كانت مختلفة في الجرذان الأكبر سنًا. مثل مثيلة الحمض النووي، يمكن للتغيرات في الحمض النووي الريبي (RNA) الصغير أن تؤثر على أنشطة جينات متعددة.
باستخدام الخوارزميات الحسابية، حددنا الجينات المتأثرة بهذه الآليات اللاجينية، حيث تم تنظيم 3066 جينًا بواسطة مثيلة الحمض النووي و4950 جينًا بواسطة الحمض النووي الريبي (RNA) الصغير، مع تداخل كبير. معظم الجينات التي حددناها تنظم التطور الجنيني، بما في ذلك الدماغ والأعضاء الأخرى.
قامت دراستنا بتحليل الحيوانات المنوية فقط، ولم تدرس النسل. ولكن معرفة الجينات التي من المرجح أن يتم إيقافها ــ ووظائفها المحددة ــ يسمح لنا بالتنبؤ بثقة بالخطأ الذي قد يحدث في نمو صغار الفئران التي تنجبها فئران أكبر سنا. إذا كانت الآلية نفسها موجودة لدى البشر، فقد تكون التغيرات اللاجينية في الحيوانات المنوية مسؤولة جزئيًا عن زيادة خطر الإصابة ببعض الحالات الصحية لدى الأطفال الذين ينجبهم آباء أكبر سنًا.
ما لا يزال غير معروف
تظهر الأبحاث الناشئة أن تغيرات مماثلة مرتبطة بالعمر تحدث في الحيوانات المنوية البشرية. لكن الدراسة اللاجينية للحيوانات المنوية البشرية لا تزال في بداياتها. على عكس المعلومات الجينية الثابتة، فإن المعلومات اللاجينية مرنة للغاية ويمكن تغييرها من خلال العديد من عوامل نمط الحياة والعوامل البيئية. آمل وزملائي أن تساعد أبحاثنا في تطوير علاجات مستقبلية يمكنها معالجة صحة الأطفال حتى قبل الحمل.
[Insight, in your inbox each day. You can get it with The Conversation’s email newsletter.]
تم إعادة نشر هذا المقال من The Conversation، وهي منظمة إخبارية مستقلة غير ربحية تقدم لك حقائق وتحليلات جديرة بالثقة لمساعدتك على فهم عالمنا المعقد. كتب بواسطة: ألكسندر سوفوروف، يوماس أمهرست
اقرأ أكثر:
ألكسندر سوفوروف يتلقى تمويلًا من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية، ومؤسسة العلوم الروسية، ولدي ارتباط مساعد بمعهد البيولوجيا الفيزيائية والكيميائية بجامعة موسكو الحكومية،