Almanya’dan gelen yeni araştırmaya göre, babalar spermlerindeki moleküler değişiklikler yoluyla fiziksel ve zihinsel olarak aktif olmaktan doğan gelişmiş öğrenme yeteneğinden geçebilirler.
Dergide yayınlanan bir makalede, Alman Nörodejeneratif Hastalıklar Merkezi (DZNE) ve Almanya’daki Göttingen Üniversitesi Tıp Merkezi’nden araştırmacılar, fareleri inceledikten sonra bu sonuca nasıl geldiklerini açıklıyorlar.
Çok sayıda egzersizi olan uyarıcı bir ortama maruz kalmanın sadece yetişkin erkek farelerde öğrenme kabiliyetini arttırmakla kalmayıp, aynı zamanda bu yararın yavruları tarafından miras alındığını da bulmuşlardır.
Diğer testler, etkinin babaların spermindeki RNA moleküllerindeki değişikliklerden geçtiğini ortaya çıkardı.
Araştırmacılar, başlıca sorumlu olduğu gibi miRNA212 ve miRNA132 olarak adlandırılan iki spesifik mikroRNA molekülü tespit ettiler. MikroRNA’lar, altta yatan DNA’yı değiştirmeden gen aktivitesini kontrol eden bir grup moleküldür.
Yeni çalışma, kalıtsal olarak DNA içermeyen bir sonraki nesle aktarılabildiği “epigenetik” bir kalıtım sürecine dair daha fazla kanıt sunmaktadır.
Epigenetik kalıtım
Çalışmalarında, DZNE’de Psikiyatri ve Psikoterapi Bölümü profesörü olan kıdemli araştırmacı yazar André Fischer ve meslektaşları, kalıtımın “genetik olmayan mekanizmaları” hakkındaki son kanıtları hatırlatıyorlar.
Bu mekanizmalar, bilim insanlarının, bir nesil için yaşam tarzları ve diyet gibi çevresel faktörlerin biyolojik gelişimi, sağlığı ve yeni neslin hastalıklarını nasıl etkilediğine dair daha fazla kanıt topladıkları yeni epigenetik alanıyla ilgilidir.
Epigenetik mekanizmalar DNA’yı değiştirmeden gen ekspresyonunu değiştirir. Örneğin, genleri açıp kapatarak ve protein üretiminin kalıplarını değiştirerek hücre aktivitesini etkiler.
Son çalışmalar epigenetik değişikliklerin sperm yoluyla geçebileceğini düşündürmektedir. Kısa bir süre önce bir konferansta sunulan araştırma, bir ömür boyu hafif strese maruz kalmanın, erkek farelerde spermi, yavrularında beyin gelişimini şekillendirecek şekilde değiştirebildiğini gösterdi.
Egzersiz ve ‘sinaptik plastisite’
Fischer ve meslektaşları, bilişsel eğitim ile birlikte “çevresel zenginleştirme” olarak adlandırdıkları fiziksel egzersizin, beyni etkileyenler de dahil olmak üzere çeşitli hastalıkların riskini azalttığı bilincindeler.
Özellikle, sıçanlar ve insanlar üzerindeki çalışmalar, çevresel zenginleşmenin beyin hücrelerinin ne kadar iyi iletişim kurduğunu ve aynı zamanda öğrenmenin biyolojik temeli olarak kabul edildiğini belirleyen “sinaptik plastisiteyi” arttırabildiğini göstermiştir.
Bununla birlikte, çalışmalar, zenginleştirilmiş ortamlarda farelerin yetiştirilmesinin, yavrularında artmış sinaptik plastisiteye yol açabileceğini ortaya koymuş olsa da, maruziyetin sadece erişkinlikte gerçekleşmesi durumunda bunun doğru olup olmadığı açık değildir.
Ayrıca, artan sinaptik plastisitenin miras aldığı mekanizma yeterince anlaşılmamıştır, yazarlara dikkat edin.
Çalışmaları için, bilim adamları iki grup erkek fareyi ele geçirdiler. Bir grup, 10 hafta boyunca bol miktarda egzersiz içeren çevresel zenginleştirme deneyimini yaşarken, diğer grup “ev kafeslerinde” kaldı.
Kafesli farelere (kontroller) kıyasla, çevresel zenginleşmeyi deneyimleyen farelerin, öğrenme için önemli olan bir beyin alanı olan hipokampüste sinaptik aktivitede “önemli bir artış” gösterdiğini keşfettiler.
Fayda, sperm RNA’sından geçirilir.
Araştırmanın bir sonraki aşamasında araştırmacılar, iki yetişkin erkek fare grubunu daha aldılar ve onları aynı rejimden geçirdiler, ancak 10 hafta sonra onları ev kafesiyle dişlendirdiler.
Takımın sonuçları, yetişkinlikte çevresel zenginleşme yaşayan erkek farelerin yavrularının, erkek kontrollerin yavruları ile karşılaştırıldığında, aynı zamanda, hipokampal sinaptik aktiviteyi arttırdığını ortaya çıkardı.
Yazarlar, annelerin hiç bir zaman çevresel zenginleşme yaşamamış olmalarından ötürü, yararın babalar üzerinden geçtiğini belirtmektedir.
Daha sonraki deneylerde, babaların spermlerinden RNA’yı çıkardılar ve döllenmiş fare yumurta hücrelerine enjekte ettiler.
Erişkinlik döneminde çevresel zenginleşmeye maruz bırakılmış farelerin sperm RNA’sı olan yumurtalardan yavruların, kontrol farelerinden sperm RNA’sı olan yumurtalardan elde edilen yavrulara kıyasla “sinaptik plastisite ve öğrenme kabiliyetini arttırdığı” bulunmuştur.
Araştırmacılar, yetişkinlikte çevresel zenginleşmenin ya da daha fiziksel ve zihinsel olarak aktif olmanın, çocuklarda bilişsel yetenekleri artırabildiğini ve bunun sperm RNA’sından geçtiğini sonucuna vardılar.
Daha kesin RNA enjeksiyonu kullanarak, ekip gelişmiş öğrenme yeteneğinin epigenetik mirasından sorumlu olan kesin RNA moleküllerini tanımlamayı amaçladı. MiRNA212 ve miRNA132’nin çoğunu açıkladıklarını bulmuşlardır.
“İlk defa, çalışmamız belirli bir epigenetik fenomeni spesifik mikroRNA’lara bağlar.”
André Fischer
