Папаша, не нервничайте!

Ученым из Пенсильвании под руководством Дженнифер Чан (Jennifer Chan), ранее доказавшим, что за передачу потомству реакции на стресс отвечают девять видов микроРНК, которые накапливаются в сперме, впервые удалось определить, где и когда в процессе развития сперматозоидов закладываются изменения, обусловленные перенесенным отцом стрессом. Чтобы сделать это, ученые сравнили выработку микроРНК тканями репродуктивного тракта самцов мыши под действием гормона стресса и в его отсутствие. Существенные различия обнаружились в работе клеток эпидидимиса (придатка яичка) – длинной извилистой трубки, компактно уложенной позади яичка, где происходит созревание сперматозоидов. Ученые предположили, что именно клетки эпидидимиса способны перепрограммировать сперматозоиды.

Известно, что клетки эпидидимиса вырабатывают и выпускают во внеклеточное пространство везикулы (пузырьки) с фрагментами РНК. Во время созревания сперматозоидов везикулы проникают сквозь их мембрану и в дальнейшем контролируют порядок экспрессии генов. В предыдущей работе ученые из группы Чан анализировали состав спермы самцов, подвергавшихся хроническому стрессу: он показал повышенное содержание в ней микроРНК девяти типов. Введя эти микроРНК в искусственно оплодотворенные мышиные яйцеклетки, ученые получили потомство с выраженно замедленной реакцией на стресс. Мышата, зачатые спустя 3 месяца после прекращения действия стрессовых факторов на отцов, также проявляли измененную реакцию на стресс.

Новое исследование связало выработку микроРНК с работой рецепторов гормона стресса кортикостерона, который вырабатывается у мышей, когда они чувствуют запах хищника. Клетки эпидидимиса, подвергавшиеся длительному воздействию гормона стресса, в больших количествах вырабатывали рецептор этого гормона, перепроизводство этого белка сохранялось в течение нескольких месяцев после возвращения концентрации кортикостерона к норме.

Деактивация рецепторов этого гормона остановила передачу нетипичных стрессовых реакций из поколения в поколение. У мышат, зачатых от отцов, переживших хронический стресс, запах хищников вызывал перепроизводство гормона стресса кортикостерона. Но у потомства подвергнутых хроническому стрессу самцов, лишенных рецепторов этого гормона в клетках репродуктивного тракта, концентрация кортикостерона в стрессовой ситуации оставалась в рамках нормы.

Эксперименты in vitro с клетками мышиного эпидидимиса подтвердили правильность обоих предположений: при постоянном воздействии кортикостерона клетки давали больше везикул с микроРНК тех самых девяти видов и вырабатывали больше глюкокортикоидных рецепторов как во время, так и в течение нескольких месяцев после пережитого стресса.

Везикулы с РНК содержатся и в человеческой сперме, поэтому Чан и ее коллеги предполагают, что у людей механизм наследственной передачи эпигенетических изменений, вызванных хроническим стрессом, может быть аналогичен мышиному.