La dieta del padre antaño de la concepción puede afectar la salubridad metabólica de los niños, según un estudio

En una revisión fresco publicada en la revista Naturalezaun comunidad de investigadores investigó cómo la dieta inscripción en grasas (HFD) antaño de la concepción afecta a los espermatozoides epididimarios y el papel de la transferencia mitocondrial Ácido ribonucleico (mt-tRNA) para influir en la salubridad metabólica de la descendencia.

Estudio: Herencia epigenética de ARN mitocondriales inducidos por la dieta y transmitidos por esperma.  Haber de imagen: Prostock-studio/ShutterstockEstudio: Herencia epigenética de ARN mitocondriales inducidos por la dieta y transmitidos por semen. Acaecer de imagen: Prostock-studio/Shutterstock

Fondo

Por otra parte de la herencia mendeliana, los padres utilizan rutas alternativas para la transferencia de información intergeneracional, incluido un conjunto enrevesado, dinámico y sensible al entorno de pequeños ARN no codificantes (sncRNA) en espermatozoides maduros, que influyen en el avance rudimentario y los fenotipos adultos. La producción de espermatozoides implica la espermatogénesis y la maduración del epidídimo, ambas ventanas potenciales de susceptibilidad ambiental. Se necesita más investigación para comprender completamente los mecanismos detrás de los cambios epigenéticos en los espermatozoides inducidos por la dieta y sus artículos a espléndido plazo en la salubridad de la descendencia.

Susceptibilidad de los espermatozoides del epidídimo a la dieta.

Para investigar cómo responden los espermatozoides del epidídimo a las influencias ambientales y discernir las contribuciones de la información epididimal y espermatogénica a los artículos intergeneracionales paternos, el equipo realizó un experiencia en ratones robusto de 6 semanas de antigüedad. Estos ratones fueron alimentados con una dieta HFD o depreciación en grasas (LFD) durante 2 semanas. Posteriormente de este desafío dietético, algunos de los machos tratados se aparearon directamente con hembras no expuestas para difundir la vivientes F1 (comunidad de Dieta Temprana Incorporación en Grasas (eHFD)). A otros se les permitió primero aparearse para bañar su epidídimo y luego regresaron a una dieta regular durante 4 semanas antaño de aparearse nuevamente (comunidad de Dieta standard inscripción en grasas (sHFD)).

Impacto en la espermatogénesis y la aptitud reproductiva.

La viandas con HFD no afectó la espermatogénesis ni la capacidad reproductiva masculina. Esto fue confirmado por la histología de los testículos, el diámetro de los túbulos seminíferos, la motilidad de los espermatozoides y las tasas de fertilización exitosa y avance previo a la implantación. Los estudio transcriptómicos tanto masivos como unicelulares de espermátidas redondas y testículos indicaron una espermatogénesis común y un impacto leve de la DFH.

Género de la dieta inscripción en peso sobre el peso corporal y la tolerancia a la azúcar.

Una exposición a HFD durante 2 semanas resultó en un aumento leve pero significativo en el peso corporal y la adiposidad y una reducción en la tolerancia a la azúcar en todo el cuerpo en los ratones expuestos. Estos fenotipos se revirtieron a posteriori de 4 semanas de dieta regular. En particular, una prueba HFD de 2 semanas no afectó el peso ni la composición corporal de la descendencia, pero provocó que rodeando del 30% de la descendencia masculina desarrollara intolerancia a la azúcar. Esta intolerancia a la azúcar fue constante en diferentes cohortes y se mantuvo estable a lo espléndido del tiempo. La descendencia de los grupos sHFD no mostró alteraciones en el peso corporal, la composición corporal o la tolerancia a la azúcar.

Firmas transcripcionales en la descendencia.

Las diferencias en la tolerancia a la azúcar entre los descendientes tolerantes a la HFD (HFDt) e intolerantes a la HFD (HFDi) se asociaron con firmas transcripcionales únicas en tejidos metabólicamente relevantes. En torno a del 30% de los genes expresados ​​diferencialmente en ratones HFDi igualmente estaban relacionados con la obesidad inmaduro en humanos. Estos genes están agrupados en vías relacionadas con la función mitocondrial y la inflamación.

Índice de masa corporal (IMC) paterno y salubridad de la descendencia

La obesidad de los padres es un ejecutor de aventura importante para la obesidad de aparición temprana en los niños. El estudio de los datos del estudio inmaduro Lifestyle Intervention for Everyone (LIFE) reveló que el IMC paterno se correlacionaba de forma independiente con el IMC de los hijos, y el IMC paterno contribuía con un 6,5 % adicional a la variación del IMC de los hijos. El sobrepeso paterno duplicó el aventura de obesidad en los hijos, especialmente cuando las madres eran delgadas. Este intención se vio agravado por la obesidad paterna y se asoció con la resistor a la insulina. Estos resultados enfatizan la importancia del peso corporal paterno antaño de la concepción para la salubridad metabólica de los hijos.

Papel de los mt-tRNA

Los sncRNA de espermatozoides son mediadores potenciales de los artículos epigenéticos paternos. Perfilamos los sncRNA de espermátidas redondas y espermatozoides de rabo de ratones sometidos a HFD. El estudio reveló que rodeando del 25% del conjunto de sncRNA de semen es sensible al desafío HFD, con una regulación positiva significativa de los mt-tRNA y sus fragmentos. Estos hallazgos sugieren que la transferencia mitocondrial pequeña Ácidos ribonucleicos (mt-tsRNA) y ribosomal mitocondrial Ácidos ribonucleicos (mt-rRNA) están predominantemente regulados positivamente en respuesta a la HFD.

Estudios en humanos sobre mt-tsRNA

En un estudio en el que participaron jóvenes voluntarios finlandeses, se descubrió que los mt-tsRNA estaban asociados positivamente con el IMC. Aunque se obtuvieron de una pequeña cohorte, los hallazgos sugieren que los mt-sncRNA desempeñan funciones importantes en la respuesta a los desafíos metabólicos en ratones y humanos.

Transcripción activa de mt-tRNA en espermatozoides.

Los espermatozoides maduros pueden transcribir activamente mt-tRNA, y estas transcripciones se regularon positivamente a posteriori de la viandas con HFD. El estudio de los conjuntos de datos de sncRNA-seq mostró que los mt-tsRNA están presentes principalmente en los espermatozoides, lo que respalda su papel como señales moleculares dinámicas que responden a los cambios ambientales.

Herencia epigenética de mt-tRNA

Utilizando embriones híbridos y seguimiento hereditario, demostramos la transferencia paterna de ARNmt a ovocitos en el momento de la fertilización. Los embriones masculinos engendrados por machos alimentados con HFD mostraron una sobreexpresión significativa de mt-tRNA, lo que sugiere un vínculo directo entre la dieta paterna y los cambios transcripcionales tempranos del embrión.

La disfunción mitocondrial imita los artículos de la HFD

La transcriptómica tisular comparada indicó una regulación negativa constante de los genes implicados en el asimilación mitocondrial en ratones expuestos a la dieta. Esto se combinó con la regulación positiva de la maquinaria transcripcional del ADNmt en la rabo de espermatozoides, lo que sugiere una respuesta compensatoria a la disfunción mitocondrial inducida por la dieta. Estos hallazgos fueron respaldados por datos del Consorcio Internacional de Fenotipado de Ratones, que mostraron artículos paternos sobre la adiposidad y la intolerancia a la azúcar de la descendencia.

Conclusiones

En esquema, el estudio demuestra que la viandas aguda con HFD o la inducción genética de disfunción mitocondrial en ratones robusto conduce a una sobresalto de la homeostasis de la azúcar en su descendencia robusto. Esto está relacionado con una acumulación de mt-tRNA en los espermatozoides maduros, que se transfieren al ovocito en el momento de la fertilización, lo que da como resultado una transcripción genética alterada en los embriones tempranos. Este mecanismo reversible sugiere que la salubridad metabólica paterna puede influir en la descendencia a través de señales mitocondriales. Aunque otros sncRNA igualmente pueden desempeñar un papel, los mt-tRNA son candidatos prometedores para monitorear las intervenciones en el estilo de vida antaño de la concepción para alertar trastornos metabólicos.

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