父親は、ドイツの新しい研究によると、肉体的精神的に精子の分子的変化によって増強された学習能力を渡すことができるかもしれません。
ドイツの神経変性疾患センター（DZNE）とドイツのゲッティンゲン大学の研究者らは、このジャーナルに掲載された論文で、マウスを研究した後のこの結論にどのようになったのかを説明している。
彼らは、大量の運動を伴う刺激的な環境への暴露は、成熟した雄のマウスの学習能力を高めただけでなく、この利益がその子孫によって受け継がれたことも見出した。
さらなる試験は、父親の精子におけるRNA分子の変化を介してその効果が引き継がれたことを明らかにした。
研究者らは、miRNA212およびmiRNA132と呼ばれる2つの特定のマイクロRNA分子が主に原因であると同定した。マイクロRNAは、基礎をなすDNAを変化させることなく遺伝子活性を制御する分子群である。
この新たな研究は、DNAを関与させることなくスキルを次世代に伝えることができる「エピジェネティック」な遺産のさらなる証拠を提供しています。
エピジェネティックな遺伝
彼らの論文では、上級研究の著者AndréFischer（DZNEの精神医学と心理療法学の教授）と彼の同僚は、遺伝の「非遺伝的メカニズム」の最近の証拠についてまとめている。
そのメカニズムは、ある世代の生活習慣や食生活などの環境要因がどのようにして次世代の生物学的発達、健康、病気に影響を与えているかという証拠をますます収集している、エピジェネティクスの新興分野に関係している。
エピジェネティックなメカニズムはDNAを変えることなく遺伝子発現を変える。それらは遺伝子のスイッチを入れたり切ったりしてタンパク質生産のパターンを変えるなど、細胞の活性に影響を与えます。
最近の研究は、エピジェネティックな変化が精子を介して伝達され得ることを示唆している。例えば、会議で最近発表された研究では、生涯にわたる軽度のストレスに曝されると、雄マウスの精子が子孫の脳の発達を形作るように変化する可能性があることが示されました。
運動と「シナプス可塑性」
フィッシャー教授らは、身体運動と認知訓練（「環境の豊かさ」と呼んでいる）とを組み合わせることで、脳に影響を与えるようなさまざまな疾患のリスクを低下させることが知られています。
特に、ラットとヒトの研究は、環境濃縮が、脳細胞がどのくらいうまく通信し、学習の生物学的基礎としても認識される「シナプス可塑性」を高めることができることを実証しています。
しかし、豊富な環境下でマウスを飼育することで、子孫のシナプス可塑性が増強される可能性があることが明らかにされているが、成人期にのみ暴露が起こる場合にも同様であるかどうかは不明である。
さらに、増加したシナプス可塑性が継承されるメカニズムはほとんど理解されていない、と著者らは指摘する。
研究のために、科学者は2匹の雄マウス群を採取した。彼らは、あるグループが10週間、豊富な運動を含む環境濃縮を体験することを可能にしたが、他のグループは「ホームケージ」にとどまった。
彼らは、ケージドマウス（対照）と比較して、環境濃縮を経験したマウスは、学習にとって重要な脳領域である海馬におけるシナプス活性の「有意な増加」を示した。
利益は精子RNAを介して渡されます
研究の次のフェーズでは、研究者は成熟した雄のマウスの別の2つの群をとり、10週間後に自家飼育された雌と交配させたことを除いて、同じ養生法で飼育した。
チームの結果は、成人期に環境濃縮を経験した雄マウスの子孫もまた、雄性対照の子孫と比較して、海馬シナプス活性を増加させたことを明らかにした。
著者らは、母親が環境の豊かさを経験したことは一度もなかったので、恩恵は父親を通って伝わっているに違いないと述べている。
さらなる実験において、彼らは父親の精子からRNAを抽出し、それを受精したマウス卵細胞に注入した。
成人期に環境濃縮に曝露されたマウスの精子RNAを有する卵からの子孫は、対照マウスからの精子RNAを有する卵からの子孫と比較して、「シナプス可塑性および学習能力を増強した」ことが発見された。
研究者らは、成人期の環境濃縮がより身体的および精神的に活性であると結論づけ、子孫の認知能力を高めることができ、これが精子RNAを通過すると結論付けた。
より正確なRNAの注入を用いて、チームは、強化学習能力のエピジェネティックな遺伝を担う正確なRNA分子を同定しようとした。彼らは、miRNA212とmiRNA132がそのほとんどを占めていることを発見しました。
「私たちの研究は初めて、エピジェネティックな現象を特定のマイクロRNAに結びつけています。
アンドレ・フィッシャー教授
