피트니스가 자녀의 두뇌 능력을 향상시킬 수 있습니까?
독일의 새로운 연구에 따르면 아버지는 정자의 분자 변화를 통해 육체적, 정신적 활동에서 비롯된 향상된 학습 능력을 전달할 수 있습니다.
저널에 실린 논문에서 셀 보고서, 독일 신경 퇴행성 질환 센터 (DZNE)와 독일 괴팅겐 대학 의료 센터의 연구원들은 생쥐를 연구 한 후 어떻게 이러한 결론에 도달했는지 설명합니다.
그들은 운동을 많이하는 자극적 인 환경에 노출되면 성체 수컷 생쥐의 학습 능력이 증가 할뿐만 아니라 이러한 이점이 자손에게도 유전된다는 사실을 발견했습니다.
추가 테스트 결과 아버지의 정자에서 RNA 분자의 변화를 통해 효과가 전달 된 것으로 나타났습니다.
연구진은 miRNA212 및 miRNA132라고하는 두 가지 특정 microRNA 분자가 주된 원인임을 확인했습니다. MicroRNA는 기본 DNA를 변경하지 않고 유전자 활동을 제어하는 분자 그룹입니다.
새로운 연구는 DNA를 포함하지 않고 기술을 다음 세대로 전달할 수있는 유전의 "후생 적"과정에 대한 추가 증거를 제공합니다.
후성 유전
그들의 논문에서 선임 연구 저자 인 DZNE의 정신과 및 심리 치료학과 교수 인 André Fischer와 그의 동료들은 유전의“비유 전적 메커니즘”의 최근 증거를 요약합니다.
이 메커니즘은 과학자들이 한 세대의 생활 양식과식이 요법과 같은 환경 적 요인이 다음 세대의 생물학적 발달, 건강 및 질병에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 증거를 점점 더 많이 수집하는 후성 유전학의 새로운 분야와 관련이 있습니다.
후 성적 메커니즘은 DNA를 변경하지 않고 유전자 발현을 변경합니다. 예를 들어 유전자를 켜고 끄고 단백질 생산 패턴을 변경하여 세포 활동에 영향을 미칩니다.
최근 연구에 따르면 후성 유전 적 변화는 정자를 통해 전달 될 수 있습니다. 예를 들어, 최근 컨퍼런스에서 발표 된 연구에 따르면 평생 가벼운 스트레스에 노출되면 수컷 생쥐의 정자가 자손의 뇌 발달을 형성하는 방식으로 정자를 바꿀 수 있습니다.
운동과 '시냅스 가소성'
Fischer 교수와 동료들은인지 훈련과 결합 된 신체 운동 ( "환경 강화"라고 함)이 뇌에 영향을 미치는 질병을 포함하여 다양한 질병의 위험을 낮추는 것으로 알려져 있다고 지적합니다.
특히 쥐와 인간을 대상으로 한 연구에 따르면 환경 강화가 '시냅스 가소성'을 높일 수 있다는 사실이 입증되었습니다. 이는 뇌 세포가 얼마나 잘 의사 소통 하는지를 결정하고 학습의 생물학적 기반으로도 인식됩니다.
그러나 연구에 따르면 풍부한 환경에서 생쥐를 키우면 자손의 시냅스 가소성이 향상 될 수 있다는 사실이 밝혀졌지만, 노출이 성인기에만 발생하는 경우에도 이것이 사실인지 여부는 분명하지 않습니다.
또한 증가 된 시냅스 가소성이 유전되는 메커니즘은 잘 알려져 있지 않다고 저자들은 지적합니다.
연구를 위해 과학자들은 두 그룹의 수컷 마우스를 가져갔습니다. 그들은 한 그룹이 10 주 동안 많은 운동을 포함하는 환경 강화를 경험하도록 허용했고 다른 그룹은“가정 케이지”에 남아있었습니다.
그들은 우리에 갇힌 쥐 (대조군)에 비해 환경이 풍부해진 쥐가 학습에 중요한 뇌 영역 인 해마에서 시냅스 활동이“상당히 증가”하는 것을 보여 주었다는 것을 발견했습니다.
혜택은 정자 RNA를 통해 전달됩니다.
연구의 다음 단계에서 연구자들은 또 다른 두 그룹의 성체 수컷 마우스를 가져와 동일한 요법을 실시했습니다. 단 10 주 후에 집에서 갇힌 암컷과 교미했습니다.
연구팀의 결과에 따르면 성인기에 환경이 강화 된 수컷 쥐의 자손도 수컷 대조군의 자손에 비해 해마 시냅스 활동이 증가한 것으로 나타났습니다.
저자는 어머니가 환경 강화를 경험 한 적이 없었기 때문에 혜택이 아버지를 통해 전달되었을 것이라고 지적합니다.
추가 실험에서 그들은 아버지의 정자에서 RNA를 추출하여 수정 된 생쥐 난자 세포에 주입했습니다.
성인기에 환경 농축에 노출 된 생쥐의 정자 RNA를 가진 난자의 자손은 대조군 생쥐의 정자 RNA를 가진 난자의 자손에 비해 "향상된 시냅스 가소성 및 학습 능력"을 가짐이 발견되었습니다.
연구진은 성인기에 환경이 풍부 해 지거나 육체적, 정신적으로 더 활발 해지면 자손의인지 능력을 향상시킬 수 있으며 이것이 정자 RNA를 통해 전달된다는 결론을 내 렸습니다.
더 정확한 RNA 주입을 사용하여 팀은 향상된 학습 능력의 후성 유전 적 유전을 담당하는 정확한 RNA 분자를 식별하려고했습니다. 그들은 miRNA212와 miRNA132가 대부분을 차지한다는 것을 발견했습니다.
"처음으로 우리의 연구는 특정 microRNA에 후성 유전 현상을 구체적으로 연결합니다."
André Fischer 교수
