การเปลี่ยนแปลงของสเปิร์มอาร์เอ็นเออาจส่งผลต่อกำเนิดในอนาคตนักวิทยาศาสตร์เตือน

ในขณะที่คนอื่น ๆ ทั่วโลกถกเถียงเรื่องจริยธรรมของเด็กทารกผู้ออกแบบทีมจากโรงเรียนแพทย์มหาวิทยาลัยแมสซาชูเซตส์ (UMass) ได้แสดงให้เห็นว่าเราอาจไม่ต้องการ CRISPR เพื่อเปลี่ยนยีนของคนรุ่นต่อไป กระดาษของพวกเขาเปิดตัวในสัปดาห์นี้ในวารสาร เซลล์พัฒนาการ แสดงให้เห็นว่าสิ่งต่าง ๆ เช่นอาหารและความเครียดอาจส่งผลกระทบต่อสิ่งสำคัญ ทางพันธุกรรม ส่วนประกอบของสเปิร์มและการเปลี่ยนแปลงเล็ก ๆ เหล่านี้มีผลกระทบอย่างแท้จริงต่อการพัฒนาของทารก

เช่นเดียวกับที่จรวดพุ่งไปนอกอวกาศมี“ น้ำหนักบรรทุก” เช่นดาวเทียมหรือมนุษย์อวกาศที่ต่อสู้กับลูกบอลยักษ์ของปัสสาวะอสุจิก็เหมือนจรวดเล็ก ๆ ที่บรรจุสิ่งของของพวกเขาเอง:“ RNA เล็ก ๆ ” จากการศึกษาครั้งนี้พบว่าไม่เพียง มีบทบาทสำคัญในการแสดงออกของยีนในช่วงต้นของการพัฒนามนุษย์ แต่พวกเขายังสามารถเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตของบรรพบุรุษได้อย่างรุนแรง สิ่งต่าง ๆ เช่นอาหารและโดยเฉพาะความเครียดสามารถเปลี่ยนการแต่งหน้าของสินค้า RNA ที่สำคัญนี้และนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สังเกตได้ในลูกหลานนักวิจัย Colin Conine, Ph.D. ที่ Rando Lab ของ UMass Medical School

“ แล็บทั่วโลกสามารถเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงในวิถีชีวิตของพ่อกับการเปลี่ยนแปลงของอาร์เอ็นเอในสเปิร์มแล้วนำไปสู่ฟีโนไทป์ในลูก” โคนีนบอก ผกผัน “ การศึกษาของเราเป็นหนึ่งในคนแรกที่พิจารณาว่าการเปลี่ยนแปลงของ RNA ขนาดเล็กมีผลต่อการพัฒนาอย่างไร เราอยากถามว่าขั้นตอนแรกที่นำไปสู่ฟีโนไทป์เหล่านี้คืออะไร”

ในการทำเช่นนี้นักวิจัยได้คิดค้นการทดลองที่พวกเขาทดสอบว่าสเปิร์มจากบริเวณที่แตกต่างกันของลูกอัณฑะของหนูมีผลต่อการแสดงออกของยีนในตัวอ่อนสัตว์เลี้ยง สเปิร์มจากหัว (ละตินสำหรับ "หัว") หรือด้านบนของลูกอัณฑะจริง ๆ แล้วมีประเภทของ RNA ที่สเปิร์มที่เก็บจาก cauda (ละตินสำหรับ "หาง") หรือด้านล่างของลูกอัณฑะที่รออย่างอดทนใน อ่างเก็บน้ำที่ถูกอุทาน นี่เป็นวิธีที่ดีในการทดสอบว่าการเปลี่ยนแปลงวิถีชีวิตอาจเปลี่ยนปฏิสัมพันธ์ของตัวอสุจิกับตัวอ่อนได้อย่างไรเพราะมันทำให้นักวิจัยตรวจสอบว่าความแตกต่างของ RNA (เช่นที่เกิดจากอาหารหรือความเครียด) อาจส่งผลกระทบต่อการพัฒนาของตัวอ่อน

การฉีดสเปิร์มประเภทต่าง ๆ เหล่านี้ลงในตัวอ่อนจะให้ผลลัพธ์ที่แปลกเมื่อพวกเขาฉีดเข้าไปในตัวอสุจิ caput พวกเขามีแนวโน้มที่จะแสดงออกถึงยีนบางอย่างและในที่สุดก็ล้มเหลวบางสิ่งบางอย่างในทีมที่เรียกว่า "ฟีโนไทป์ที่ตายแล้ว" แต่ที่น่าสังเกตยิ่งกว่านั้นคือพวกเขาสามารถพิสูจน์ได้ว่า สำคัญสำหรับการพัฒนาของตัวอ่อนโดยแสดงผลแบบย้อนกลับ Conine กล่าวว่าพวกเขาสามารถ ประหยัด บางส่วนของตัวอ่อนเหล่านี้ถึงวาระโดยการฉีดพวกเขาด้วย RNAs จากส่วน cauda ของอัณฑะซึ่งมีสเปิร์มที่มีสุขภาพดีและเป็นผู้ใหญ่

“ ดูเหมือนว่า RNA ขนาดเล็กในสเปิร์มสามารถควบคุมการแสดงออกของยีนในตัวอ่อนได้” เขากล่าว “ แต่สิ่งที่ชัดเจนคือเราสามารถช่วยเหลือการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้นในการแสดงออกของยีนโดยการคืนค่า RNA ที่เรารู้ว่าปกติแล้วจะได้รับระหว่างการสุกของอสุจิ”

ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงประเภทของสาเหตุและผลกระทบแม้ว่า Conine จะยังไม่แน่ใจว่ารายละเอียดของห่วงโซ่การบังคับบัญชานี้แผ่ออกไปได้อย่างไร แง่มุมของชีวิตเช่นความเครียดหรืออาหารเปลี่ยนระดับของ RNAs ในอสุจิ อาร์เอ็นเอเหล่านั้นจะถูกส่งโดยตัวอสุจิไปยังตัวอ่อนซึ่งการศึกษานี้แสดงให้เห็นว่ามันสามารถนำไปสู่รูปแบบแปลก ๆ ของการแสดงออกของยีนในอนาคต สิ่งที่สำคัญคือการเปลี่ยนแปลงในอาร์เอ็นเอของพ่อนั้นมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในตัวอ่อน

ณ จุดนี้เราไม่รู้จริง ๆ ว่ารูปแบบการแสดงออกของยีนใหม่เหล่านี้อาจจะไม่ดี Conine กล่าว แต่พวกเขาจะแตกต่างกันอย่างแน่นอน อาจใช้เวลาหลายปีก่อนที่เราจะเข้าใจจริงๆว่าการเปลี่ยนแปลงที่แท้จริงจะเกิดขึ้นในมนุษย์ที่เกิดจากตัวอ่อนที่มีลำดับอาร์เอ็นเอที่แปลก แต่การศึกษาเช่นนี้เป็นการเริ่มต้น