Theo nghiên cứu mới của Đức, cha có thể vượt qua khả năng học tập nâng cao xuất phát từ hoạt động thể chất và tinh thần thông qua những thay đổi phân tử trong tinh trùng của họ.
Trong một bài báo được công bố trên tạp chí, các nhà nghiên cứu từ Trung tâm bệnh thoái hóa thần kinh Đức (DZNE) và Trung tâm y tế đại học Göttingen, cũng ở Đức, giải thích cách họ đi đến kết luận này sau khi nghiên cứu chuột.
Họ phát hiện ra rằng việc tiếp xúc với môi trường kích thích với rất nhiều bài tập không chỉ tăng khả năng học tập ở chuột đực trưởng thành, mà cả lợi ích này được thừa hưởng bởi con cái của họ.
Các xét nghiệm khác cho thấy hiệu quả đã được truyền qua những thay đổi trong các phân tử RNA trong tinh trùng của cha.
Các nhà nghiên cứu đã xác định được hai phân tử microRNA cụ thể – được gọi là miRNA212 và miRNA132 – chịu trách nhiệm chính. MicroRNA là một nhóm các phân tử kiểm soát hoạt động của gen mà không làm thay đổi DNA cơ bản.
Nghiên cứu mới cung cấp thêm bằng chứng về một quá trình thừa kế “biểu sinh” trong đó các kỹ năng có thể được truyền cho thế hệ tiếp theo mà không cần liên quan đến DNA.
Thừa kế biểu sinh
Trong bài báo của họ, tác giả nghiên cứu cao cấp André Fischer, một giáo sư tại Khoa Tâm thần và Tâm lý tại DZNE, và các đồng nghiệp của ông tóm tắt lại bằng chứng gần đây về “cơ chế phi di truyền” của di sản thừa kế.
Các cơ chế liên quan đến lĩnh vực biểu sinh mới nổi, trong đó các nhà khoa học thu thập nhiều bằng chứng về các yếu tố môi trường như lối sống và chế độ ăn uống của một thế hệ ảnh hưởng đến phát triển sinh học, sức khỏe và bệnh tật thế hệ tiếp theo.
Các cơ chế biểu sinh làm thay đổi biểu hiện gen mà không làm thay đổi DNA. Chúng ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào bằng cách chuyển đổi gen và tắt và thay đổi mô hình sản xuất protein, ví dụ.
Các nghiên cứu gần đây cho thấy những thay đổi biểu sinh có thể được truyền qua tinh trùng. Ví dụ, nghiên cứu gần đây đã được trình bày tại một hội nghị cho thấy sự tiếp xúc với tuổi thọ của stress nhẹ có thể làm thay đổi tinh trùng ở chuột đực theo cách nó hình thành sự phát triển trí não ở con cái của chúng.
Tập thể dục và ‘dẻo dai khớp thần kinh’
Giáo sư Fischer và các đồng nghiệp lưu ý rằng tập thể dục kết hợp với đào tạo nhận thức – được gọi là “làm giàu môi trường” – được biết là làm giảm nguy cơ mắc các bệnh khác nhau, bao gồm cả những bệnh ảnh hưởng đến não.
Đặc biệt, các nghiên cứu ở chuột và con người đã chứng minh rằng làm giàu môi trường có thể làm tăng “dẻo khớp thần kinh”, xác định các tế bào não giao tiếp tốt như thế nào và cũng được công nhận là cơ sở sinh học.
Tuy nhiên, trong khi các nghiên cứu cũng đã tiết lộ rằng nuôi chuột trong môi trường giàu có có thể dẫn đến tăng cường dẻo khớp thần kinh ở con cái của họ, không rõ liệu điều này cũng đúng nếu phơi nhiễm chỉ xảy ra ở tuổi trưởng thành.
Ngoài ra, cơ chế thông qua đó sự dẻo dai tăng synap được thừa hưởng là không được hiểu rõ, lưu ý các tác giả.
Đối với nghiên cứu của họ, các nhà khoa học đã lấy hai nhóm chuột đực. Họ cho phép một nhóm trải nghiệm làm giàu môi trường, bao gồm nhiều bài tập, trong 10 tuần, trong khi nhóm còn lại ở trong “lồng nhà”.
Họ phát hiện ra rằng so với những con chuột lồng (các điều khiển), những con chuột đã trải qua làm giàu môi trường cho thấy một “sự gia tăng đáng kể” trong hoạt động khớp thần kinh ở vùng hippocampus, là một khu vực của bộ não quan trọng cho việc học tập.
Lợi ích được truyền qua RNA tinh trùng
Trong giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã lấy thêm hai nhóm chuột đực trưởng thành và đặt chúng qua cùng một chế độ, ngoại trừ sau 10 tuần, chúng phối giống chúng với những con cái cái lồng trong nhà.
Kết quả của nhóm nghiên cứu cho thấy rằng con cái của những con chuột đực đã trải qua làm giàu môi trường ở tuổi trưởng thành cũng đã tăng hoạt động khớp thần kinh hippocampal, so với con cái của các con đực.
Các tác giả lưu ý rằng vì các bà mẹ chưa bao giờ có kinh nghiệm làm giàu môi trường, lợi ích phải được truyền qua các ông bố.
Trong các thí nghiệm tiếp theo, họ chiết xuất RNA từ tinh trùng của cha và tiêm nó vào tế bào trứng chuột thụ tinh.
Người ta phát hiện ra rằng con cái từ trứng với RNA tinh trùng của chuột đã tiếp xúc với làm giàu môi trường trong giai đoạn trưởng thành đã “tăng cường dẻo và khả năng học tập của synap” so với con từ trứng với RNA tinh trùng từ chuột điều khiển.
Các nhà nghiên cứu kết luận rằng làm giàu môi trường, hoặc vận động thể chất và tinh thần hơn, ở tuổi trưởng thành có thể tăng khả năng nhận thức ở con cái, và điều này được truyền qua RNA tinh trùng.
Sử dụng các mũi tiêm RNA chính xác hơn, nhóm nghiên cứu sau đó đã tìm cách xác định các phân tử RNA chính xác chịu trách nhiệm cho sự thừa kế biểu sinh của khả năng học tập nâng cao. Họ phát hiện ra rằng miRNA212 và miRNA132 chiếm phần lớn trong số đó.
“Lần đầu tiên, công việc của chúng tôi liên kết cụ thể một hiện tượng biểu sinh với một số microRNA.”
GS André Fischer
