Ratones. Imagen: Polarqueen. Fuente: Wikipedia.
Dos nuevos estudios en ratones, publicados en Science, demuestran cómo afecta la dieta del padre a los niveles de pequeños ARNs específicos de su esperma, que a su vez pueden afectar a la regulación de genes en la descendencia. Estos resultados se suman a la creciente lista de maneras en las que el estilo de vida de un varón puede influir en su descendencia, incluidos el epigenoma del esperma, la transferencia de microbioma y la señalización del líquido seminal.
En el primer estudio, Qi Chen (Universidad de Nevada, EE.UU.) y sus colegas fertilizaron huevos de ratón usando esperma de un grupo de ratones machos alimentados con una dieta alta en grasa (HFD), así como de un grupo de ratones machos con una dieta normal (ND). Los dos grupos de descendientes exhibieron diferencias no evidentes en el peso corporal en las 16 semanas siguientes, pero ya a las siete semanas, los hijos cuyos padres estaban en el grupo HFD desarrollaron intolerancia a la glucosa y resistencia a la insulina, que se hicieron más severas a las 15 semanas.
Para evaluar si el ARN de los espermatozoides de los padres había contribuido a estas diferencias entre la descendencia de HFD y de ND, los investigadores purificaron los ARN de los dos grupos y los inyectaron en cigotos normales. Mientras que la descendencia de HFD tenía niveles de glucosa e insulina en sangre significativamente más altos, su sensibilidad a la insulina era comparable a la de la descendencia de ND.
Estos resultados, informa la American Association for the Advancement of Science en una nota de prensa recogida por EurekAlert!, sugieren que los ARN del esperma de los machos HFD contienen la información para inducir la intolerancia a la glucosa, pero no la resistencia a la insulina.
Una investigación adicional identificó fragmentos de ARNt (ARN de transferencia), que contenían aproximadamente entre 30 y 34 nucleótidos, como la clase de pequeños ARN que causó la intolerancia a la glucosa observada en la descendencia de HFD. Una comparación de todo el genoma entre los hijos de ND y los de HFD encontró una expresión significativamente menor de genes implicados con el metabolismo de cetonas, carbohidratos y monosacáridos en el grupo HFD.
En el primer estudio, Qi Chen (Universidad de Nevada, EE.UU.) y sus colegas fertilizaron huevos de ratón usando esperma de un grupo de ratones machos alimentados con una dieta alta en grasa (HFD), así como de un grupo de ratones machos con una dieta normal (ND). Los dos grupos de descendientes exhibieron diferencias no evidentes en el peso corporal en las 16 semanas siguientes, pero ya a las siete semanas, los hijos cuyos padres estaban en el grupo HFD desarrollaron intolerancia a la glucosa y resistencia a la insulina, que se hicieron más severas a las 15 semanas.
Para evaluar si el ARN de los espermatozoides de los padres había contribuido a estas diferencias entre la descendencia de HFD y de ND, los investigadores purificaron los ARN de los dos grupos y los inyectaron en cigotos normales. Mientras que la descendencia de HFD tenía niveles de glucosa e insulina en sangre significativamente más altos, su sensibilidad a la insulina era comparable a la de la descendencia de ND.
Estos resultados, informa la American Association for the Advancement of Science en una nota de prensa recogida por EurekAlert!, sugieren que los ARN del esperma de los machos HFD contienen la información para inducir la intolerancia a la glucosa, pero no la resistencia a la insulina.
Una investigación adicional identificó fragmentos de ARNt (ARN de transferencia), que contenían aproximadamente entre 30 y 34 nucleótidos, como la clase de pequeños ARN que causó la intolerancia a la glucosa observada en la descendencia de HFD. Una comparación de todo el genoma entre los hijos de ND y los de HFD encontró una expresión significativamente menor de genes implicados con el metabolismo de cetonas, carbohidratos y monosacáridos en el grupo HFD.
Dieta baja en proteínas
En un segundo estudio, Upasna Sharma (Universidad de Massachusetts, EE.UU.) y sus colegas analizaron si el esperma de ratones con una dieta baja en proteínas (LP) experimentó algún cambio en los niveles de ARN.
Los investigadores demostraron que pequeños ARNs de espermatozoides inmaduros en el testículo no se correlacionaron con los efectos de la dieta; sin embargo, la secuenciación de pequeños ARN en los espermatozoides maduros del epidídimo reveló una gran expresión de ciertos ARN.
Posteriormente, el equipo aisló ARN del esperma de los ratones LP y de los ratones control, y encontró niveles particularmente altos de un ARN, ARNt-Gly-CCG, en el grupo LP. Un análisis más detallado reveló que el ARNt-Gly-GCC suprime un subconjunto de genes, incluyendo un gen que contribuye a la plasticidad de las células madre embrionarias de ratón.
Estos resultados, junto con los del equipo de Chen, demuestran que el ARN del esperma puede verse afectado por la dieta, y que esto puede causar cambios en la regulación de los genes de la descendencia y el trastorno metabólico asociado.
En un segundo estudio, Upasna Sharma (Universidad de Massachusetts, EE.UU.) y sus colegas analizaron si el esperma de ratones con una dieta baja en proteínas (LP) experimentó algún cambio en los niveles de ARN.
Los investigadores demostraron que pequeños ARNs de espermatozoides inmaduros en el testículo no se correlacionaron con los efectos de la dieta; sin embargo, la secuenciación de pequeños ARN en los espermatozoides maduros del epidídimo reveló una gran expresión de ciertos ARN.
Posteriormente, el equipo aisló ARN del esperma de los ratones LP y de los ratones control, y encontró niveles particularmente altos de un ARN, ARNt-Gly-CCG, en el grupo LP. Un análisis más detallado reveló que el ARNt-Gly-GCC suprime un subconjunto de genes, incluyendo un gen que contribuye a la plasticidad de las células madre embrionarias de ratón.
Estos resultados, junto con los del equipo de Chen, demuestran que el ARN del esperma puede verse afectado por la dieta, y que esto puede causar cambios en la regulación de los genes de la descendencia y el trastorno metabólico asociado.
Referencias bibliográficas:
Qi Chen et al.: Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aad7977
Upasna Sharma et al.: Biogenesis and function of tRNA fragments during sperm maturation and fertilization in mammals. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aad6780
Qi Chen et al.: Sperm tsRNAs contribute to intergenerational inheritance of an acquired metabolic disorder. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aad7977
Upasna Sharma et al.: Biogenesis and function of tRNA fragments during sperm maturation and fertilization in mammals. Science (2015). DOI: 10.1126/science.aad6780