Streszczenie: Naukowcy odkryli, że nienarodzone dzieci wykorzystują ojcowski gen do manipulowania metabolizmem matki, zapewniając sobie więcej składników odżywczych podczas ciąży.

Ta „zdalna kontrola” uruchamia przeciąganie liny między matką a płodem o zasoby. W badaniu zbadano hormony łożyskowe, które instruują matki, aby przystosowały się do wzrostu dziecka. To pierwszy bezpośredni dowód na to, że gen ojca wpływa na matkę, która kieruje składniki odżywcze do płodu.

Kluczowe fakty:

1. Badanie dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów na to, że gen odziedziczony po ojcu sygnalizuje matce przekierowanie składników odżywczych do płodu.
2. Naukowcy usunęli ekspresję imprintowanego genu zwanego Igf2, odkrywając, że bez tej funkcji matki nie wytwarzają wystarczającej ilości glukozy i tłuszczów dostępnych dla płodu, co skutkuje niewystarczającym wzrostem płodu.
3. Niemowlęta z defektami genu Igf2 mogą być przerośnięte lub zahamowane w rozwoju, co wpływa na ich zdrowie przez całe życie i potencjalnie prowadzi do cukrzycy i otyłości w późniejszym życiu.

Źródło: St. John’s College, Uniwersytet Cambridge

Nienarodzone dzieci wykorzystują gen „chciwości” od ojców do „zdalnie sterowanych” matek, aby karmić je dodatkowym jedzeniem

Płody wykorzystują kopię genu odziedziczonego po tacie, aby zmusić mamę do uwolnienia jak największej ilości składników odżywczych podczas ciąży – odkryli naukowcy z Cambridge.

Nienarodzone dziecko „zdalnie kontroluje” metabolizm swojej matki, więc oboje są w żywieniowym przeciąganiu liny. Ciało matki chce, aby dziecko przeżyło, ale musi utrzymać wystarczającą ilość glukozy i tłuszczów krążących w jej organizmie dla własnego zdrowia, aby móc urodzić dziecko, karmić piersią i ponownie się rozmnażać.

Nowe badanie z University of Cambridge opublikowane dzisiaj (11 lipca 2023 r.) bada, w jaki sposób łożysko komunikuje się z matką poprzez uwalnianie hormonów, aby mogła dostosować się do wzrostu dziecka.

Łożysko jest ważnym narządem, który rozwija się wraz z płodem u kobiet w ciąży i innych ssaków płci żeńskiej, aby wspierać rozwijający się płód. U ciężarnych myszy naukowcy wybiórczo zmienili komórki sygnalizacyjne w łożysku, które nakazują matkom przydzielanie składników odżywczych rozwijającym się płodom.

Profesor Amanda Sferruzzi-Perri, profesor fizjologii płodu i łożyska, stypendystka St John’s College i współstarsza autorka artykułu, powiedziała: „To pierwszy bezpośredni dowód na to, że gen odziedziczony po ojcu sygnalizuje matce, aby skierowała składników odżywczych dla płodu”.

Dr Miguel Constancia, badacz MRC z Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science i współautor artykułu, powiedział: „System zdalnego sterowania dziecka jest obsługiwany przez geny, które można włączać lub wyłączać w zależności od tego, czy są gen „tata” lub „mama”, tzw. geny imprintowane.

„Geny kontrolowane przez ojca są„ chciwe ”i„ samolubne ”i będą miały tendencję do manipulowania zasobami matki z korzyścią dla płodów, aby wyrosły duże i najlepiej przystosowane. Chociaż ciąża jest w dużej mierze kooperacyjna, istnieje duża arena potencjalnego konfliktu między matką a dzieckiem, z odciśniętymi genami i łożyskiem, które odgrywają kluczową rolę”.

Odkrycia naukowców z Centre for Trophoblast Research na Wydziale Fizjologii, Rozwoju i Neuronauki Cambridge oraz Medical Research Council Metabolic Diseases Unit, będącej częścią Wellcome-MRC Institute of Metabolic Science, zostały opublikowane w Metabolizm komórkowy.

Geny dziecka kontrolowane przez ojca mają tendencję do promowania wzrostu płodu, a te kontrolowane przez matkę mają tendencję do ograniczania wzrostu płodu.

Profesor Sferruzzi-Perri wyjaśniła: „Uważa się, że te geny matki, które ograniczają wzrost płodu, są sposobem matki na zapewnienie sobie przeżycia, więc nie ma dziecka, które pobiera wszystkie składniki odżywcze i jest zbyt duże i trudne do urodzenia.

„Matka ma również szansę na kolejne ciąże potencjalnie z różnymi samcami w przyszłości, aby szerzej przekazać swoje geny”.

Naukowcy usunęli ekspresję ważnego imprintowanego genu o nazwie Igf2, który zawiera instrukcje wytwarzania białka zwanego „insulinopodobnym czynnikiem wzrostu 2”.

Podobnie jak hormon insulina, który jest odpowiedzialny za wytwarzanie i kontrolowanie poziomu glukozy w naszym krążeniu, gen wspomaga wzrost płodu i odgrywa kluczową rolę w rozwoju tkanek płodu, w tym łożyska, wątroby i mózgu.

Dr Jorge Lopez-Tello, główny autor badania z Wydziału Fizjologii, Rozwoju i Neuronauki Uniwersytetu, powiedział: „Jeśli funkcja Igf2 od ojca jest wyłączona w komórkach sygnalizacyjnych, matka nie wytwarza wystarczających ilości. glukozy i lipidów – tłuszczów – dostępnych w jej obiegu. Dlatego te składniki odżywcze docierają do płodu w niewystarczających ilościach, a płód nie rośnie prawidłowo”.

Naukowcy odkryli, że usunięcie Igf2 z komórek sygnałowych łożyska wpływa na produkcję innych hormonów, które modulują sposób, w jaki trzustka matki wytwarza insulinę oraz reakcję jej wątroby i innych narządów metabolicznych.

„Odkryliśmy, że Igf2 kontroluje hormony odpowiedzialne za zmniejszenie wrażliwości na insulinę u matki w czasie ciąży. Oznacza to, że tkanki matki nie wchłaniają glukozy, więc składniki odżywcze są bardziej dostępne w krążeniu i mogą zostać przeniesione do płodu” – powiedziała profesor Sferruzzi-Perri.

Dzieci z defektami genu Igf2 mogą być przerośnięte lub zahamowane. „Do tej pory nie wiedzieliśmy, że część roli genu Igf2 polega na regulowaniu sygnalizacji wysyłanej do matki w celu przydzielania płodowi składników odżywczych” – dodaje profesor Sferruzzi-Perri.

Badane myszy były mniejsze po urodzeniu, a ich potomstwo wykazywało wczesne objawy cukrzycy i otyłości w późniejszym życiu.

Profesor Sferruzzi-Perri powiedziała: „Nasze badania podkreślają, jak ważna jest kontrolowana alokacja składników odżywczych do płodu dla zdrowia potomstwa przez całe życie oraz bezpośrednia rola, jaką odgrywa łożysko.

„Łożysko to niesamowity narząd. Pod koniec ciąży łożysko jest dostarczane przez matkę, ale pamięć o tym, jak łożysko funkcjonowało, pozostawia trwałe dziedzictwo dotyczące sposobu, w jaki rozwinęły się narządy płodu, a następnie, jak będą funkcjonowały przez całe życie”.

Następnym krokiem jest zrozumienie, w jaki sposób hormony łożyskowe są kontrolowane przez Igf2 i co robią te hormony. Przyszłe badania mogą pomóc naukowcom odkryć nowe strategie ukierunkowane na łożysko, aby poprawić wyniki zdrowotne matek i dzieci.

O tym wiadomości z badań nad genetyką i neurorozwojem

Autor: Jo Tynan
Źródło: St. John’s College, Uniwersytet Cambridge
Kontakt: Jo Tynan – St. John’s College, University of Cambridge
Obraz: Obraz jest przypisywany do Neuroscience News

Orginalne badania: Otwarty dostęp.
„Manipulowanie płodu metabolizmem matki jest krytyczną funkcją odciśniętego genu Igf2” Amanda Sferruzzi-Perriet al. Metabolizm komórkowy

Abstrakcyjny

Płodowa manipulacja metabolizmem matki jest krytyczną funkcją imprintowanego genu Igf2

Przegląd najważniejszych wydarzeń

• Komórka wydzielania wewnętrznego łożyska (Jz) Utrata IGF2 upośledza adaptację matki u ciężarnych myszy
• Utrata Jz IGF2 zmniejsza dostępność glukozy i lipidów matki dla wzrostu płodu
• IGF2 reguluje metabolizm, syntezę białek i wydzielanie hormonów przez komórki Jz
• Brak programów Jz IGF2 potomstwa w poporodowej dysfunkcji metabolicznej

Streszczenie

Interakcje matka-potomstwo u ssaków obejmują zarówno współpracę, jak i konflikt. Płód wyewoluował sposoby manipulowania fizjologią matki w celu zwiększenia transferu składników odżywczych przez łożysko, ale mechanizmy pozostają niejasne. Nadruk Igf2 Gen ten ulega silnej ekspresji w mysich komórkach wydzielania wewnętrznego łożyska.

Tutaj to pokazujemy Igf2 delecja w tych komórkach upośledza sygnalizację wewnątrzwydzielniczą łożyska do matki, bez wpływu na morfologię łożyska. Igf2 kontroluje produkcję hormonów łożyskowych, w tym prolaktyn, i ma kluczowe znaczenie dla ustalenia oporności na insulinę związanej z ciążą i dystrybucji składników odżywczych do płodu.

W konsekwencji płody pozbawione gruczołów wydzielania wewnętrznego w łożysku Igf2 mają ograniczony wzrost i hipoglikemię. Mechanistycznie, Igf2 kontroluje syntezę białek i homeostazę energii komórkowej, działania zależne od typu komórek endokrynnych łożyska. Igf2 utrata ma również dodatkowy długotrwały wpływ na metabolizm potomstwa w wieku dorosłym.

Nasze badanie dostarcza przekonujących dowodów na wewnętrzny system manipulacji płodem działający w łożysku, który modyfikuje metabolizm matki i alokację zasobów płodu, co ma długoterminowe konsekwencje dla zdrowia metabolicznego potomstwa.