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Spermien älterer Ratten geben aufgrund epigenetischer Veränderungen weniger aktive Gene an die Nachkommen weiter

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<classe étendue="légende">Wenn derselbe Mechanismus beim Menschen existiert, könnte dies die gesundheitlichen Unterschiede bei Kindern erklären, die von älteren Vätern gezeugt wurden.</span> <span class="attribution"><une classe="lien " href="https://www.gettyimages.com/detail/photo/laboratory-rat-with-red-eyes-looks-out-of-plastic-royalty-free-image/155372897" rel="nofollow noopener" cible="_Vide" data-ylk="slk:fotografixx/E+ via Getty Images">fotografixx/E+ über Getty Images</a></span>” src=”https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/Hp5wLj7kd5ifsiM3TItVGw–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTQ2Ng–/https://s.yimg.com/uu/api/res/1.2/kN9qw8vMLzFFxwR8I49aoQ- – ~ B / aD05NTI7dz0xNDQwO2FwcGlkPXl0YWNoeW9u / https: //media.zenfs.com/en/the_conversation_us_articles_815/6730e85a12b913eb96dc318a3829d5d7 “data-src =” https://s.yimg.com/ny/api/res/1.2/Hp5wLj7kd5ifsiM3TItVGw–/YXBwaWQ9aGlnaGxhbmRlcjt3PTcwNTtoPTQ2Ng –/https://s.yimg.com/uu/api/res/1.2/kN9qw8vMLzFFxwR8I49aoQ–~B/aD05NTI7dz0xNDQwO2FwcGlkPXl0YWNoeW9u/https://media.zenfs.com/en/the_conversation_us_articles_815/6730e85a12b913eb397d9dc></div>
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<p><em>der <a rel=Forschungsbericht ist ein kurzer Überblick über einige interessante wissenschaftliche Arbeiten.

Die große Idee

Kürzlich veröffentlichten Forschungsergebnissen zufolge unterscheidet sich das Sperma älterer Ratten von dem jüngerer Ratten in einer Weise, die die Embryonalentwicklung beeinflusst.

Das Sperma trägt nicht nur Gene, sondern auch Anweisungen, die bestimmen, welche Gene beim Nachwuchs an- oder abgeschaltet werden. Diese Richtungen sind bekannt als epigenetische Informationen.

Bei den von uns untersuchten Ratten hatte das Alter einen tiefgreifenden Einfluss auf die Aktivität vieler Gene im Sperma. Wir fanden heraus, dass das Alter insbesondere zwei epigenetische Mechanismen beeinflusst: DNA-Methylierungdie DNA chemisch modifiziert, um bestimmte Gene zu blockieren, und kleine RNAeine andere Methode der Gen-Stummschaltung.

warum ist es wichtig

In Industrieländern bekommen die Menschen ihr erstes Kind später denn je. In den Vereinigten Staaten die Zahl der Männer im Alter von 35 bis 44 mit Kindern in den letzten drei Jahrzehnten um 50 % gestiegen. Eine Kehrseite dieses Trends ist, dass Kinder, die von älteren Vätern gezeugt wurden, ein höheres Risiko für gesundheitliche Beeinträchtigungen haben.

Diese Bedingungen umfassen verschiedene Formen von Krebs, Schizophrenie, Autismus-Spektrum-Störung, bipolare Störung und Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störungunter anderen.

Inzwischen ist klar, dass die Qualität der von Spermien übermittelten Informationen mit zunehmendem Alter abnimmt. Wir wissen jedoch immer noch nicht, ob diese Änderungen durch a Akkumulation von Mutationen oder anderen Mechanismen. Unsere Rattendaten deuten darauf hin, dass epigenetische Veränderungen einer der Schuldigen sind.

Wie wir unsere Arbeit machen

In unseren Experimenten haben wir Samen von 65 Tage alten Ratten und 120 Tage alten Ratten gesammelt. Dieses Alter entspricht in etwa dem Alter von 20-25 und 40-45 Menschen. Wir analysierten Spermien dieser Tiere mit auf DNA-Sequenzierung basierenden Methoden und stellten fest, dass Spermien älterer Ratten ganz andere epigenetische Profile – oder Betriebsanweisungen – als ältere Ratten hatten.

Bei älteren Ratten zeigten 5.319 DNA-Stellen unterschiedliche Methylierungsgrade, ein epigenetischer Mechanismus, der auftritt, wenn DNA wird eine Methylgruppe (-CH3) hinzugefügt. Denn auch einzelne Fälle von Methylierung können dazu führen, dass benachbarte Gene stummgeschaltet werdenDie Anzahl der von uns gefundenen Stellen reicht aus, um 5 % aller Rattengene zu beeinflussen.

Ältere Rattenspermien hatten auch unterschiedliche Konzentrationen kleiner RNAs, einer großen Klasse winziger Moleküle, die die Genexpression stören können. Wir haben festgestellt, dass 3,6 % aller kleine RNAs identifiziert waren bei älteren Ratten anders. Wie die DNA-Methylierung können Veränderungen in der kleinen RNA die Aktivitäten mehrerer Gene.

Mithilfe von Computeralgorithmen identifizierten wir die Gene, die von diesen epigenetischen Mechanismen betroffen sind – 3066 wurden durch DNA-Methylierung und 4950 durch kleine RNA reguliert, mit erhebliche Überschneidung. Die meisten der von uns identifizierten Gene regulieren die Embryonalentwicklung, einschließlich der des Gehirns und anderer Organe.

Unsere Studie analysierte nur Spermien – sie untersuchte keine Nachkommen. Aber wenn wir wissen, welche Gene wahrscheinlich ausgeschaltet werden – und ihre spezifischen Funktionen –, können wir zuverlässig vorhersagen, was mit der Entwicklung von Welpen älterer Ratten falsch läuft. Wenn der gleiche Mechanismus beim Menschen existiert, könnten epigenetische Veränderungen in den Spermien mitverantwortlich für das erhöhte Risiko bestimmter Gesundheitsprobleme bei Kindern sein, die von älteren Vätern gezeugt wurden.

Was ist noch nicht bekannt

Neue Forschungsshows ähnliche altersbedingte Veränderungen treten bei menschlichen Spermien auf. Aber die epigenetische Untersuchung menschlicher Spermien steckt noch in den Kinderschuhen. Im Gegensatz zu genetischen Informationen, die festgelegt sind, sind epigenetische Informationen sehr flexibel und können es sein durch viele Lebensstil- und Umweltfaktoren modifiziert. Meine Kollegen und ich hoffen, dass unsere Forschung dazu beitragen wird, zukünftige Therapien zu entwickeln, die die Gesundheit von Kindern verbessern können, bevor sie überhaupt gezeugt werden.

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Dieser Artikel wird neu veröffentlicht von Die Unterhaltung, eine gemeinnützige Nachrichtenseite, die sich dem Austausch von Ideen akademischer Experten widmet. Es wurde geschrieben von: Alexander Suworow, Universität von Massachusetts in Amherst.

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Alexander Suvorov erhält finanzielle Unterstützung von der US National Science Foundation, der Russian Science Foundation und habe eine Hilfszugehörigkeit zum Institut für Physikalisch-Chemische Biologie der Staatlichen Universität Moskau.

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