W tej szczególnej formie dziedziczności pośredniczą określone cząsteczki RNA. Wpływają one na aktywność genów i akumulują się po aktywności fizycznej i umysłowej nie tylko w mózgu, ale także w komórkach płciowych. Prof. André Fischer wraz z kolegami z DZNE w Getyndze i Monachium oraz Uniwersyteckim Centrum Medycznym Göttingen (UMG) poinformowali o tym w czasopiśmie Cell Reports .

Przełom w myśleniu o genach

Nabyte cechy nie zmieniają sekwencji DNA i dlatego nie mogą być przekazywane potomstwu - tak brzmiał dogmat genetyki przez długi czas. W ostatnich latach naukowcy znaleźli jednak przykłady sprzeczne z tą zasadą. Wiemy, że zła dieta zwiększa ryzyko choroby. Okazuje się, że nie tylko własnej, ale także ewentualnego potomstwa. Warunki życia, takie jak stres czy trauma, mogą również wpływać na następną generację. Naukowcy nazywają to zjawisko "epigenetycznym" dziedziczeniem, ponieważ nie wiąże się to ze zmianą sekwencji DNA.

Dziedziczna zdolność uczenia się

Prof. André Fischer wraz z kolegami studiował dziedziczenie nabytej cechy: umiejętności uczenia się. Powszechnie wiadomo, że aktywność umysłowa i fizyczna poprawia zdolność uczenia się i zmniejsza ryzyko chorób, takich jak choroba Alzheimera. Badając myszy naukowcy wykazali, że umiejętność uczenia się została odziedziczona epigenetycznie. Kiedy Fischer i jego współpracownicy wystawili myszy na działanie stymulującego środowiska, ich późniejsze potomstwo również odniosło z tego korzyść: młode myszy osiągały lepsze wyniki w testach zdolności uczenia się w porównaniu ze zwierzętami z grupy kontrolnej. Dodatkowo polepszyła się tak zwana plastyczność synaptyczna w hipokampie, ważnym regionie mózgu odpowiedzialnym za przyswajanie wiedzy.

Następnie naukowcy zbadali, który mechanizm mógłby stanowić podstawę tego zjawiska. Skupili się na epigenetycznym dziedziczeniu ojców i szukali jego materialnej podstawy w spermie. Oprócz ojcowskiego DNA - cząsteczki, w której przechowywany jest materiał genetyczny - plemniki zawierają również tak zwane cząsteczki RNA. W eksperymentach naukowcy zbadali rolę tych cząsteczek w przekazywaniu zdolności uczenia się. W tym celu wyekstrahowali RNA z plemników z myszy, które były aktywne fizycznie i psychicznie. Wstrzykiwano je do zapłodnionych jaj i badano zwierzęta, które się z nich wyrosły. Wniosek był jednoznaczny: plastyczność synaptyczna i zdolność uczenia się również w tym przypadku uległy poprawie.

Wykrywanie odpowiedniego RNA

Naukowcy odkryli, że miRNA212 i miRNA132 kumulują się w mózgu i plemnikach po aktywności fizycznej i umysłowej. W mózgu te RNA - jak już wiadomo - wspiera tworzenie synaps, a tym samym zdolność uczenia się. Są one przekazywane potomstwu za pośrednictwem nasienia.

To prawdopodobnie bardzo subtelne zmiany wpływające na rozwój mózgu, tak że komórki nerwowe są lepiej usieciowione i potomstwo ma przewagę poznawczą - mówi prof. Fischer.

Faktem jest, że aktywność fizyczna i trening mentalny zwiększają  zdolność uczenia się. Jednak to, czy zdolność uczenia się jest odziedziczona epigenetycznie, w podobnym stopniu jak u myszy, nie może być tak łatwe zbadana u ludzi. Wyniki Fischera i jego współpracowników pomagają jednak zbliżyć się do odpowiedzi na to pytanie. Naukowcy mają zamiar zbadać, czy cząsteczki miRNA212 i miRNA132 są wzbogacone fazami aktywności fizycznej i psychicznej również wśród ludzkich plemników.

Źródło: Niemieckie Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych (Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen)