https://frosthead.com

Kuinka isän geenit voivat valmistaa äitiä vanhemmuudeksi

Kaikilla elämillä on yhteinen tavoite: selviytyä ja lisääntyä. Mutta vanhemmuuden suhteen prioriteetit eivät aina käänny sukupuolten välillä. Kun geneettiset vaikutuksensa on talletettu, suurin osa nisäkäsisäistä poistuu vaiheesta vasemmalle impregnoidakseen muita naaraita. Äidit puolestaan ​​ovat taipuvaisia ​​kantamaan työn suurimman osan, kun on kyse nuorten kantamisesta ja synnyttämisestä.

Joten kuinka omistautunut äiti on? Osoittautuu, että jopa isän halkaistua, hänellä on sananvaltaa.

Nykyään tutkijat kertovat, että isällä saattaa olla kyky sanella äidin tarkkaavaisuus jälkeläisiinsä - ennen kuin edes syntyy. Isän geenit, joita sikiö kantaa, voivat vaikuttaa äidin aivoihin raskauden aikana, antaen hänelle varata enemmän tai vähemmän aikansa hoitamiseen lapsilleen.

Lapsi, joka hankkii äidiltä mahdollisimman monta ravintoainetta, voi turvata isän suvun ilmaiseksi hänelle - mutta äidin on silti priorisoitava oma hyvinvointinsa raskauden ja varhaisen lastenhoidon aikana.

Tätä seksuaalista konfliktia kuvaa hyvin Igf2- niminen geeni , joka ohjaa sikiön solujen nopeaa kasvua. Kuten suurin osa geneettisestä materiaalistamme, Igf2 periytyy pareittain - yksi kopio äidiltä ja toinen kopio isältä. Mutta toisin kuin muut geenit, vain isän versio otetaan käyttöön. Äidin Igf2 puolestaan ​​tukahdutetaan kemiallisen muunnoksen avulla, joka toimii kuin moottorin äänenvaimennin. Äidin Igf2- DNA: ssa ei tapahdu muutoksia, mutta geenin ohjeita ei enää voida kuulla solumiljöössä . Hiljaisuus vaikuttaa tarkoituksenmukaiselta: Jos tapahtuu virhe, joka myös ottaa käyttöön äidin Igf2 -kopion , vauva ilmaisee nopeasti kokoaan. Tämä voi olla hyvä uutinen isälle - iso vauva selviää todennäköisemmin - mutta äiti voi joutua vakaviin vaikeuksiin, jos hänen on kannettava ja synnytettävä hallitsemattomasti suuri sikiö.

Naiset ovat kehittäneet oman mahdollisen turvallisuutensa estääkseen tämän mahdollisuuden: toisen geenin nimeltä Igf2r . "R" tarkoittaa "reseptoria": Tämän geenin tuote voi sopia vapaasti kelluviin IGF-2-proteiineihin ennen niiden kasvua edistäviä vaikutuksia. Ei ole yllättävää, että isän kopio Igf2r: stä pysyy hiljaisena - vastauksena äidin Igf2: n pidättävyydelle -, mutta jos isän Igf2r vahingossa suuhun suuntautuu, syntyy vauvoja, jotka painavat liian vähän. Näiden kahden ääripään välillä on tyypillinen tulos: Goldilocks-jälkeläinen, joka ei ole liian suuri eikä liian pieni ja joka ilmaisee isän Igf2: n ja äidin Igf2r: n.

Tällainen on genomisen jäljennöksen ilmiö - ei-geneettisen perinnön muoto, jossa geenin molemmat kopiot ovat olemassa, mutta vain yhden vanhemman versio jätetään ennallaan. Hiirissä on vahvistettu yli 150 leimattua geeniä, joista noin puolella on konservoituneita vastineita ihmisissä. Itse asiassa jäljennös edustaa aikaisinta vanhemmuuteen liittyviä kompromisseja.

Suuri osa tähän mennessä painettuja geenejä koskevasta tutkimuksesta on tutkinut välittömiä vaikutuksia lapsille, jotka perivät heidät - esimerkiksi kuinka usein hiirenpoika itkee äitinsä puolesta. Vanhempi kirjailija Rosalind John, Cardiffin yliopiston biologian professori, epäili, että isän geneettiset perintötavarat saattavat myös vääristää äidin käyttäytymistä.

Johnin tutkimusryhmän aiemmat työt olivat havainneet, että painetun geenin Phlda2 ekspressio sikiössä estää hormonia erittävien istukan solujen kasvua. Nämä hormonit rekrytoivat ravintoaineita varhaisen kehityksen tukemiseksi. Ei ole yllättävää, että jälkeläisten isäkopio Phlda2: sta pidetään kääreissä. Mutta äidit haluavat, että niiden kopio pysyy kytkettynä päälle: Jos Phlda2 ei valitse niitä, nämä istukassa olevat sokerin imevät hormonit voivat luoda sikiön pidättimen, jättäen vähän energiaa äidille.

Muut tutkijat olivat kuitenkin todenneet, että nämä hormonit eivät kuitenkaan toimineet vain istukassa. Koko raskauden ajan he levisivät äidin vartaloon ja kertyivät hänen aivoihinsa - johti Johnin epäilemään, että he voisivat myös rohkaista äitiä hoitamaan nuortaan.

Raskaus on elämää muuttava tapahtuma - paljon on selvää. Naisilla tapahtuu jo ennen vauvan syntymää valtavia fysiologisia ja psykologisia muutoksia - mukaan lukien todellinen hormonien parvi -, jotka valmistavat heidät äitiyden pelottavaan tehtävään. "Uusi äiti valmistetaan raskauden aikana", John selittää. "Se on todella tärkeätä pentujen hyvinvoinnille."

Ja Phlda2: n asema leimautuneena geeninä laski siististi tämän mukaisesti: Äidin vanhemmuuteen liittyvän lähestymistavan manipulointi voisi olla vielä yksi tapa, jolla isä vaikuttaa hienosti vaikuttaakseen lapsensa tulevaisuuden hyvinvointiin.

Tätä mahdollisuutta tutkiakseen tutkijaryhmä, johon kuului johtava kirjailija Hugo Creeth, biologi, joka työskenteli Johnin valvonnassa Cardiffin yliopistossa, testasi sikiön Phlda2- ilmentymisen hiipimisen vaikutuksia. Tyypillisesti kehittyvät hiiret ilmentävät vain äidin kopiota Phlda2: sta, jotta nämä istukkahormonit eivät pääse riehumaan ; isän kopion hiljentäminen puolittaa tehokkaasti geenin ohjeiden tuotoksen. Tutkijat manipuloivat geneettisesti hiiren alkioita kääntääkseen molemmat kopiot Phlda2: sta, äidin optimaalisen äärimmäisen version, tai kumpaakaan kopiota Phlda2: sta, tilasta, joka suosi isän ideaalia. Sitten he implantoivat nämä korkean ja pienen annoksen alkiat yhdessä normaalien jälkeläisten kanssa, jotka ilmaisevat vain äidin Phlda2 -kopion , geneettisesti muuntamattomiin äideihin . Kuten odotettiin, Phlda2 : n määrä kohdussa muutti hermostogeenien ilmentymistä raskauden lopulla, mikä vahvistaa, että muuttunut genetiikka johti istukan hormonien tuotantoon (tai sen puuttumiseen).

Kun hiirenpennut syntyivät, tutkijat tutkivat uusien äitien käyttäytymistä ensimmäisinä päivinä syntymän jälkeen, jolloin lastenhoito oli kriittisintä. Uudet hiireäidit kasvattavat jälkeläisiä ilman isien panosta, ja heidän on jaettava aikansa itsehoitoon, useiden uusien pentujen kasvattamiseen ja koteihinsa. Päivässä on vain niin paljon aikaa - joten äidin prioriteetit ilmoittavat vahvasti, kuinka hän jakaa aikansa näihin tehtäviin. Ryhmä oli tyytyväinen huomatessaan, että hiiren äidit, jotka olivat kuljettaneet koiranpentuja minimaalisella Phlda2: lla (ja lisääntyneellä äidin hormonilla), viettivät enemmän aikaa jälkeläistensä hoitamiseen ja itse hoitamiseen ja vähemmän aikaa pesien rakentamiseen. Toisaalta äidit, jotka olivat alttiina ylimääräiselle Phlda2: lle (ja harvemmalle äidin hormonille), omistautuivat pesän rakentamiseen - Creethin mukaan - hiiren "taloudenhoito-näyttelyyn" Cretehin mukaan - liioittelematta yli nuoria.

Tutkijat olivat jonkin verran yllättyneitä nähdessään äitejä vaikuttuneen Phlda2 : n vaikutuksista viettäen enemmän aikaa nuortensa lisäksi myös itseensä. Oliko tämä vastaintuitiivinen isän prioriteettien kanssa? Mutta Creeth perusteli, että hiiret turvasivat oman hyvinvointinsa, jotta he voisivat riittävästi taipumusta lapsiinsa. Logiikka on ehkä verrattavissa oman happimaskin laittamiseen ennen kuin autat lasta lapsellasi - ohita ensimmäinen vaihe, ja kärsit todennäköisesti molemmista.

"Meidän piti miettiä sitä, mikä määrittelee hyvän äitiyden", Creeth selittää. ”Ei ole kultastandardia. Se on liukuva prioriteettiasteikko. ”

Koska Phlda2 vaikuttaa myös sikiön ravintoon, ylimääräistä Phlda2: ta kantavat poikaset painoivat myös syntymässään vähemmän. Varmistaakseen, että aivomuutokset raskauden aikana eivätkä sen vuoksi, miten pennut näyttivät tai käyttäytyivät, ajoivat käyttäytymisen muutoksia, tutkijat toistivat kokeilun antamalla äideille gestaatin eri annoksilla sikiön Phlda2: ta. Mutta tällä kertaa heti, kun pennut syntyivät, heidät vaihdettiin vastasyntyneille, joilla oli normaalisti painettu Phlda2 - ja tulokset olivat samat.

Tämä sulki sopimuksen Johnille ja hänen joukkueelleen. "Paljon tutkimuksia oli vihjottu tähän aiemmin, mutta kokeita ei ollut ollut", hän sanoo. ”Se oli laukaus pimeässä, kun päätimme tehdä tämän kokeen.” Mutta tulokset olivat selvät: sikiön geeniekspression erot raskauden aikana olivat riittäneet äidin aivojen uudelleenkierrämiseen kestävällä tavalla.

Genomista jäljennöstä tutkittava Harvardin yliopiston evoluutiobiologian professori David Haig kiitti ”tyylikästä” tutkimusta ja sen ”erittäin hienoja tuloksia”. “Olemme jo kauan tiedaneet, että raskaus vaikuttaa äidin käyttäytymiseen syntymän jälkeen, mutta osoittaa että sikiön geenien vaikutus on uusi ”, sanoo Haig, joka ei ollut sidoksissa työhön.

Ryhmän työ antaa uskottavuuden ajatukseen, että isät eivät sano lasten terveyttä pelkästään geneettisen perinnön kautta. Tällaisissa tapauksissa he voivat jopa käyttää sikiötä kemiallisena lähettilääna tässä miesten ja naisten välisessä taistelussa, heikentämällä äidin painopisteitä huomionarvoisempaan lastenhoitoon.

Pennsylvanian yliopiston kehitysbiologian professori Marisa Bartolomei, joka tutkii genomisia jäljennöksiä, korosti tutkimuksen ”fiksu ja luova” suunnittelu. "Tämä on ensimmäinen kerta, kun olemme nähneet, että sikiön geenit vaikuttavat vanhempien hoitoon riippumatta äidin geeneistä", kertoo Bartolomei, joka ei ollut mukana tutkimuksessa. "Tämä ei ole idea, josta [monet tutkijat] ovat puhuneet."

Tulevaisuudessa tehdyssä työssä John ja hänen tiiminsä toivovat saavansa paremman käsityksen siitä, mitkä tarkat hormonit johtavat havaitsemiinsa vaikutuksiin. Lisäksi vaikka tämän tutkimuksen pennuilla ei näyttänyt olevan mitään haittoja äitiyshoidon muutoksista, voi ilmetä pitkäaikaisia ​​muutoksia, joita ei ole havaittu tässä lyhyessä ajassa. John on erityisen huolestunut psykologisista tuloksista, koska alhainen syntymäpaino ja synnytyksen jälkeinen masennus on liitetty ihmislasten hermokehityshäiriöihin. Lopuksi, koska joillekin alhaisen syntymäpainon lapsille on löydetty ongelmia Phlda2: n kanssa, John toivoo käyttävänsä näitä löydöksiä ja toisia tulevaisuuden tietoon ihmisen lisääntymisterveydestä.

Jo ennen syntymää lapset ilmoittavat isiensä aikomuksesta tarttuvalla tavalla. Miesten ja naisten prioriteetit eivät aina vastaa toisiaan - ja tavallaan leimaaminen on evoluutio hymyilevää heiluttaen valkoista lippua ristiriitaisten sukupuolten välillä. Mutta päivän päätteeksi saavutetaan traktaatti, riippumatta siitä, mikä on vaikeus: Kaikkien oikeudenmukaiset rakkauden sodassa. "Kyse on tasapainosta", Creeth sanoo. "Se mitä he [lopulta] haluavat ... on parasta jälkeläisille."

Kuinka isän geenit voivat valmistaa äitiä vanhemmuudeksi