Efecto del estrés sobre el esperma paterno y la descendencia

Amparo Tolosa, Genética Médica News

 

cambios epigenéticos en el esperma. Imagen: Zappys Technology Solutions (CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Tras la fecundación, algunos microARNs del esperma de ratones con estrés crónico, reducen las reservas maternas de ciertos ARN mensajeros en el zigoto, influyendo en su expresión. Imagen: Zappys Technology Solutions (CC BY 2.0, https://creativecommons.org/licenses/by/2.0/).

Diferentes estudios proporcionan evidencias de la transmisión a la descendencia no sólo del material hereditario, bajo la forma del ADN, sino también de un programa epigenético capaz de regular la expresión génica sin alterar la secuencia nucleotídica de los genes. No obstante, los mecanismos de este tipo de herencia no genética todavía no están caracterizados de forma precisa.

Un reciente trabajo, que utiliza ratón como modelo animal, muestra cómo el estrés puede producir cambios epigenéticos en el esperma que afectan a la respuesta al estrés de los hijos. El equipo de investigadores, dirigido por Tracy L. Bale, profesora de neurociencias en la facultad de medicina de la Universidad de Pensilvania, había identificado previamente en un modelo de estrés paterno nueve microARNs (pequeñas moléculas de ARN no codificante que regulan la expresión génica) cuyos niveles aumentan en el esperma de los ratones sometidos a estrés.

Con el objetivo de determinar si la presencia de los microARNs en el esperma tenía consecuencias a largo plazo tras la fertilización, los investigadores microinyectaron los nueve microARNs en zigotos y observaron su efecto sobre la expresión génica en las primeras etapas del desarrollo y sobre el fenotipo resultante de la descendencia obtenida tras implantar los zigotos en hembras normales. “Es extraordinario para mí que el estrés leve en los ratones desencadene aparentemente este cambio masivo en la respuesta de microARNs y que eso se integre en el curso del desarrollo de su descendencia,” manifiesta Bale. “El mostrar simplemente que los niveles eran diferentes no es relevante o interesante. Queríamos encontrar si tenían un papel causal.”

La inyección de los microARNs en los zigotos recapituló los efectos observados en la descendencia de los ratones con estrés crónico. Los ratones descendientes de los zigotos a los que se había introducido los microARNs presentaban menores niveles de cortisona y además mostraban cambios de expresión génica en regiones cerebrales relacionadas con la regulación del estrés.

cambios epigenéticos en el esperma. Imagen: Maggie Bartlett, (National Institute of Human Genome Research).

El siguiente paso de los investigadores será investigar qué factores llevan a la liberación de los microARNs identificados en el esperma cuando los ratones son sometidos a estrés, y si en humanos funcionan de forma similar. Imagen: Maggie Bartlett, (National Institute of Human Genome Research).

Además, los investigadores observaron que los nueve microARNs cuyos niveles aumentan en el esperma de los ratones con estrés crónico, reducen las reservas maternas de ciertos ARN mensajeros, incluidos dos relacionados con la remodelación de la cromatina, reprogramando así la expresión génica.

“La gente solía pensar que porque ese ARN mensajero materno almacenado es traducido durante el desarrollo inicial de las dos células y cuatro células, la madre tiene mucho que decir en esas primeras etapas y el padre no dice nada,” indica Bale. “Pero pensamos que quizás estos microARNs del esperma podrían atacar el ARN mensajero materno y dirigir que mensajeros son traducidos.”

Los resultados del trabajo demuestran un papel definitivo para los microARNs identificados en el esperma de ratones sometidos a estrés y proporcionan una nueva visión del papel paterno en la transmisión de marcas epigenéticas, y regulación de la expresión génica en las etapas iniciales del desarrollo embrionario.

El siguiente paso de los investigadores será investigar qué factores llevan a la liberación de los microARNs identificados en el esperma cuando los ratones son sometidos a estrés, y si en humanos funcionan de forma similar.

Referencia: Rodgers AB, et al. Transgenerational epigenetic programming via sperm microRNA recapitulates effects of paternal stress. PNAS. 2015. Doi: 10.1073/pnas.1508347112

Fuente: http://www.upenn.edu/pennnews/news/penn-stressed-dads-affect-offspring-brain-development-through-sperm-microrna

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