დნმ-ის მოლეკულის აღმოჩენის შემდეგ, ნუკლეინის მჟავა განიხილებოდა როგორც გენეტიკური მემკვიდრეობის დასაწყისი და დასასრული. დღეს ცნობილია, რომ გენეტიკური მიმდევრობის ძირითად ნაწილებთან დაკავშირებული ქიმიური ნიშნები არა მხოლოდ გავლენას ახდენს გენების წაკითხვაზე, არამედ შეიძლება შეიცვალოს გარემოს ზემოქმედების საპასუხოდ. უფრო მეტიც, ეს ცვლილებები შეიძლება გადაეცეს ერთი თაობიდან მეორეს.

ამას ტრანსგენერაციული ეპიგენეტიკური მემკვიდრეობა ეწოდება, რა დროსაც წინაპრის ცხოვრების წესი თუ სხვა ფაქტორები გავლენას ახდენენ შთამომავლობის ჯანმრთელობასა და განვითარებაზე.

მიუხედავად იმისა, რომ ეს ცვლილებები აშკარად ჩანს, მისი ზუსტი მექანიზმები ჯერ კიდევ ბოლომდე არ არის გაგებული.

ახლა მრგვალ ჭიებზე ჩატარებულმა კვლევამ აჩვენა, თუ როგორ შეიძლება გადაიცეს საერთო ეპიგენეტიკური ცვლილებები სამი თაობის ფარგლებში. ეს კი სპერმის საშუალებით, რაც გავლენას ახდენს გენის აქტივობაზე და განვითარებაზე შთამომავლებში.

მიუხედავად იმისა, რომ ადამიანებისგან მიღებული მტკიცებულებები ასეთი გამძლე ეპიგენეტიკური მეხსიერების შესახებ მწირია, მრგვალი ჭიების (Caenorhabditis elegans) შესწავლა საკმაოდ ეფექტიანია.

"ეს შედეგები ადგენს მიზეზ-შედეგობრივ კავშირს სპერმის მიერ გადაცემულ ჰისტონურ ნიშანსა და გენის განვითარებას შორის, რომელიც შთამომავლებზე ვრცელდება", — ამბობს სუზან სტრომი, მოლეკულური და უჯრედული ბიოლოგი კალიფორნიის უნივერსიტეტიდან.

ეპიგენეტიკური ცვლილებები არის დნმ-ში დამატებული მოლეკულური ორნამენტები, რომლებიც რამდენიმე ფორმითაა და არეგულირებს როდის და როგორ ხდება გენეტიკურ მითითებებზე მიყოლა. თუ უჯრედი,რომელიც კითხულობს მის გენომს, ვერ წვდება გარკვეულ გენებს, რადგან მათ გზაზე დიდი მოლეკულები დგანან, მაშინ ეს გენები არ იქნება გაშიფრული ცილებად. თუმცა, დნმ-ის გრძელი ძაფების დახვევას ძირითადი ცილოვანი კომპლექსების ირგვლივ (ჰისტონები) შეიძლება ჰქონდეს მსგავსი ეფექტი.

ითვლებოდა, რომ ამ ეპიგენეტიკური ცვლილებების უმეტესობა იშლება და "გადაიტვირთება" განაყოფიერების შემდეგ. ამის შემდეგ სასქესო უჯრედები რეპროგრამირებულია ნორმალური განვითარების უზრუნველსაყოფად. თუმცა, როგორც ცხოველთა კვლევებმა აჩვენა (მათ შორის, ძუძუმწოვრებზე) ზოგიერთმა ეპიგენეტიკურმა ცვლილებამ შეიძლება თავიდან აიცილოს რეპროგრამირება და გადაეცეს თაობებს შორის.

ამ უახლესმა კვლევამ გამოიყენა C. elegans, როგორც ორგანიზმის მოდელი, რათა გამოეკვლია, არის თუ არა ეპიგენეტიკური ნიშნები შენარჩუნებული ან გადაწერილი მრგვალი ჭიის ემბრიონებში. ხოლო თუ ისინი ნარჩუნდება, როგორ მოქმედებს ასეთი ნიშნები შთამომავლობებზე.

ექსპერიმენტების ფოკუსში მოექცა ეპიგენეტიკური მარკირება ჰისტონის ცილაზე, რომელიც იწვევს დნმ-ის უფრო მჭიდროდ შეფუთვას, რაც თავის მხრივ თიშავს გენებს ამ რეგიონში.

მკვლევრებმა შერჩევით "ამოიღეს" ჰისტონური ნიშანი C. elegans-ის სპერმის ქრომოსომებიდან, რომლებიც შემდეგ გამოიყენებოდა კვერცხუჯრედების განაყოფიერებისთვის სრულად მონიშნული ქრომოსომებით. შემდეგ, მკვლევრებმა შეისწავლეს გენის აქტივობის დონე მიღებულ შთამომავლობაში და დაადგინეს, რომ ქრომოსომების გენები, რომლებიც მემკვიდრეობით მიიღეს სპერმიდან, აღარ იყო დათრგუნული.

"ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ თუ დნმ-ის კონკრეტული ნაწილი შენარჩუნდება ჩანასახში, ის შესაძლოა გადაეცეს მრავალ თაობას", — ნათქვამია კვლევაში.

არ დაგვავიწყდეს, საუბარი გვაქვს მრგვალ ჭიებზე. ამ გამჭვირვალე არსებებზე წარსულმა კვლევებმა აჩვენა, რომ ეპიგენეტიკური ცვლილებები შეიძლება გადაეცეს 14 თაობას, რაც გასაოცარია, მაგრამ ამის პირდაპირ ადამიანებზე გადმოტანა არაა გამართლებული.

რაც შეეხება ადამიანებს, რამდენიმე იშვიათმა და მნიშვნელოვანმა კვლევამ გამოავლინა მტკიცებულება, რომ ბებია-ბაბუის საკვების რაციონი გავლენას ახდენს მათი შვილების შთამომავლობის ჯანმრთელობაზე და ეს ორი თაობის განმავლობაში.

მეორეს მხრივ, სხვა კვლევამ შეისწავლა კავშირები დედის ჯანმრთელობასა და შთამომავალობას შორის. მაგალითად, მოწევის ჩვევა და ბავშვობაში ასთმა. კვლევამ აჩვენა, თუ როგორ შეიძლება ადრეულ ბავშვობაში მომხდარმა მოვლენებმა ადამიანის დნმ-ზე ქიმიური ცვლილებები ასახოს, რაც გავლენას ახდენს მათ ჯანმრთელობაზე შემდგომ ცხოვრებაში.

თუმცა, ადამიანთა კვლევები, რომლებიც პირდაპირ კავშირს ეძებენ მშობლების ჯანმრთელობას, ეპიგენეტიკურ ცვლილებებს სასქესო უჯრედებში და შთამომავლობის შედეგებს შორის, "ფაქტობრივად არ არსებობს", როგორც ეს სფეროს ერთ-ერთმა მიმოხილვამ თქვა. ეს ნაწილობრივ ეპიდემიოლოგიური კვლევების შეზღუდვების გამო, რომლებსაც შეუძლიათ მხოლოდ ასოციაციების მოტანა და არა მიზეზობრივი ურთიერთობების დადგენა.

ასევე მნიშვნელოვანი გამოწვევაა ეპიგენეტიკური მარკერების გავლენის გამოყოფა გენეტიკური, კულტურული და ქცევითი გავლენისგან. როგორ უნდა მოხდეს გენეტიკის გამიჯვნა სოციალური გარემოებებისგან ან გარემო პირობებისგან, რომლებიც თაობების განმავლობაში გრძელდება?

"ამიტომაცაა, რომ ცხოველებზე მსგავსი კვლევები სასარგებლოა იმის გასარკვევად, თუ როგორ შეუძლია ეპიგენეტიკურ მემკვიდრეობას მომავალი თაობების განვითარებაზე ზემოქმედება", — წერენ სტრომი და კოლეგები თავიანთ გამოქვეყნებულ ნაშრომში.

ჯგუფი ამბობს, რომ მათი აღმოჩენები ძუძუმწოვრებზეც ვრცელდება და სპერმის მიერ მემკვიდრეობით მიღებული ჰისტონური მარკერები ასევე დამახასიათებელია თაგვებში.

ეს პარალელები შეიძლება მანიშნებელია იმის, რომ მექანიზმი ადამიანებზეც ვრცელდება. თუმცა, ჯერ კიდევ ბევრი რამ არ ვიცით იმის შესახებ, თუ როგორ მოქმედებს ეპიგენეტიკური მემკვიდრეობა მრავალი თაობის განმავლობაში.

კვლევა PNAS-ში გამოქვეყნდა.