Perubahan dalam RNA Sperma Boleh Membentuk Generasi Masa Depan, Para Ilmuwan Warn

Sementara seluruh dunia membahaskan etika bayi pereka, satu pasukan di Sekolah Perubatan Universiti Massachusetts (UMass) telah menunjukkan bahawa kita mungkin tidak memerlukan CRISPR untuk mengubah gen generasi masa depan. Kertas mereka, dikeluarkan minggu ini dalam jurnal Sel Pembangunan, menunjukkan bahawa perkara seperti diet dan tekanan mungkin memberi kesan kepada beberapa perkara penting genetik komponen sperma, dan bahawa perubahan kecil ini mempunyai kesan nyata terhadap bagaimana bayi berkembang.

Dengan cara yang sama, roket yang terikat untuk angkasa luar mengandungi "muatan" seperti satelit, atau angkasawan yang bertarung dengan air kencing, sperma juga seperti roket kecil yang mengandungi kargo mereka sendiri: "RNA kecil." Kajian ini mendapati bahawa tidak hanya urutan RNA bermain peranan penting dalam bagaimana gen dapat dinyatakan awal dalam pembangunan manusia, tetapi mereka juga boleh diubah secara radikal oleh gaya hidup bapa. Perkara-perkara seperti diet, dan khususnya stres boleh mengubah solek kargo RNA yang penting dan membawa kepada perubahan ketara dalam keturunan, kata penyelidik Colin Conine, Ph.D., di Rando Lab Sekolah Perubatan UMass.

"Makmal di seluruh dunia telah dapat menghubungkan perubahan dalam gaya hidup ayah kepada perubahan dalam RNA dalam sperma, dan kemudiannya membawa kepada fenotip dalam keturunan," kata Conine Songsang. "Kajian kami adalah salah satu daripada yang pertama untuk benar-benar melihat bagaimana perubahan RNA kecil mempengaruhi perkembangan awal. Kami ingin bertanya, apakah langkah pertama yang membawa kepada fenotip ini di jalan?"

Untuk melakukan ini, para penyelidik mencipta satu eksperimen di mana mereka menguji bagaimana sperma dari pelbagai bidang testik tetikus memberi kesan kepada ekspresi gen dalam beberapa embrio hidangan petri. Sperma dari caput (Latin untuk "kepala"), atau bahagian atas testis, sebenarnya mempunyai jenis RNA yang berbeza yang sperma dikumpulkan dari cauda (Latin untuk "ekor"), atau bahagian bawah testis, di mana ia menunggu dengan sabar sebuah takungan yang akan di ejulasi. Secara kebetulan, ini sebenarnya berfungsi sebagai cara yang baik untuk menguji bagaimana perubahan gaya hidup sebenarnya dapat mengubah interaksi sperma dengan embrio kerana ia membenarkan para penyelidik untuk menyiasat bagaimana perbezaan RNA (seperti yang disebabkan oleh diet atau tekanan) mungkin memberi kesan bagaimana embrio berkembang.

Suntikan jenis sperma yang berbeza ke dalam embrio menghasilkan beberapa hasil yang pelik.Apabila mereka menyuntik sperma kaput ke dalam embrio, mereka cenderung untuk mengungkap semula gen tertentu dan dalam sesetengahnya, akhirnya gagal, sesuatu pasukan yang disebut sebagai "fenotip maut." Tetapi lebih-lebih lagi, mereka dapat membuktikan bahawa RNA dalam sperma penting untuk perkembangan embrio dengan menunjukkan kesan sebaliknya. Conine berkata mereka mampu simpan beberapa embrio yang ditakdirkan dengan menyuntikkan mereka dengan RNA dari bahagian cauda buah zakar, yang mengandungi sperma yang sihat dan matang.

"Ia kelihatan seperti RNA kecil dalam sperma dapat mengawal selia ekspresi gen dalam embrio," katanya. "Tetapi apa yang cukup jelas ialah kami dapat menyelamatkan perubahan dalam ekspresi gen dengan memberikan kembali RNA yang kami tahu biasanya diperoleh semasa pematangan sperma."

Hasil ini menunjukkan jenis sebab dan akibat, walaupun Conine masih tidak yakin bagaimana rantai komando ini sebenarnya terungkap secara terperinci. Aspek kehidupan, seperti tekanan atau diet, mengubah tahap jenis RNA spesifik dalam sperma. RNA tersebut kemudiannya dihantar oleh sperma ke embrio di mana, kajian ini telah menunjukkan, ia boleh membawa kepada beberapa corak ekspresi gen aneh pada masa akan datang. Perlakuan penting ialah perubahan dalam RNA dadah lebih berkemungkinan membawa kepada perubahan jenis embrio.

Pada ketika ini kita tidak benar-benar tahu sama ada corak-corak baru ungkapan gen ini semestinya buruk, kata Conine, tetapi mereka pasti berbeza. Ia mungkin mengambil masa beberapa tahun sebelum kita benar-benar memahami apa perubahan sebenar dalam manusia yang ditanggung embrio dengan urutan RNA yang aneh. Tetapi kajian seperti ini adalah permulaan.