Ide o prvú štúdiu na svete, ktorá poukazuje na to, že nízke hladiny železa môžu ovplyvniť sexuálny vývoj plodu.
Japonskí vedci publikovali zaujímavé výsledky o myšiach. Zdroj: iStock/
Samčie plody myší môžu mať v maternici ženské orgány, ak ich matka počas tehotenstva trpí nedostatkom železa. Poukazuje na to najnovšia štúdia, uverejnená v časopise Nature. Podľa Vincenta Harleyho, molekulárneho genetika z Hudsonovho inštitútu lekárskeho výskumu v austrálskom Melbourne, ide o prvý známy príklad vplyvu minerálu v potrave na určenie pohlavia.
Biologické pohlavie cicavcov určujú predovšetkým chromozómy. Samičky majú zvyčajne chromozómy XX, zatiaľ čo samce XY, pričom primárny gén zvyčajne spúšťa tvorbu príslušných pohlavných orgánov. Napríklad myšiam s chromozómami XY sa zvyčajne vytvoria semenníky, ak sa aktivuje gén nazývaný SRY. Pokiaľ tento gén chýba, v tele sa vyvinú vaječníky a vonkajšie genitálie zostávajú ženské.
Vedci podieľajúci sa na tejto najnovšej štúdii už v minulosti dokázali, že gén SRY je aktivovaný enzýmom nazývaným histónová demetyláza, ktorý na svoju činnosť potrebuje železo. Tím vedcov predpokladal, že zmena spôsobu metabolizmu železa v bunkách by mohla ovplyvniť aktivitu histónovej demetylázy, čo by následne zmenilo expresiu génu SRY, teda realizáciu génu, ktorá prebieha na molekulovej úrovni ako dvojstupňový proces.
Strava s nedostatkom železa
Profesor Makoto Tachibana, epigenetik z Inštitútu pre výskum vírusov z Univerzity v Osake, uskutočnil spoločne s ďalšími kolegami sériu experimentov. Najprv podávali myšiam mesiac pred tehotenstvom a dva týždne počas tehotenstva stravu s nedostatkom železa a porovnali ich s myšami, ktoré kŕmili stravou s dostatkom železa. Hladina hemoglobínu a červených krviniek bola v prípade myší, ktoré mali stravu s nedostatkom železa, nižšia ako v prípade myší so stravou s dostatkom železa. Embryá tiež vykazovali známky chudokrvnosti, ale mali pohlavné znaky, ktoré boli spoločné s predchádzajúcimi génmi.
Hladina hemoglobínu a červených krviniek bola v prípade myší, ktorým dávali stravu s nedostatkom železa, oveľa nižšia ako v prípade myší, ktoré mali stravu s dostatkom železa.
Keď tím zopakoval experiment s embryami, ktoré mali genetickú náchylnosť na narušenú demetyláciu histónov, teda zapínanie génov, 2 zo 43 potomkov, ktorých porodili matky s nedostatkom železa v krvi, sa vyvinuli pohlavné orgány typické pre ženy. Všetky kontrolné myši mali pohlavné orgány typické pre ich chromozómy.
Strava matky ovplyvňuje aktivitu génov
Aby vedci otestovali vplyv nedostatku železa, ktorý nie je spôsobený stravou, podávali gravidným myšiam medzi šiestym a desiatym dňom embryonálneho vývoja, keď zvyčajne dochádza k vývinu pohlavia, perorálne molekuly, ktoré sa viažu na železo a znižujú jeho hladinu v tele. V prípade 72 embryí týchto myší, ktoré mali všetky chromozómy XY, sa objavili príznaky anémie. Štyri sa narodili s dvoma vaječníkmi a jedno s jedným vaječníkom a jedným semenníkom.
V prípade 72 embryí myší, ktoré mali všetky chromozómy XY, sa objavili príznaky anémie. Štyri sa narodili s dvoma vaječníkmi a jedno s jedným vaječníkom a jedným semenníkom.
Okrem toho tím odstránil gén zodpovedný za vytvorenie železa v bunkách myší v maternici. Úroveň expresie génu SRY bola v porovnaní s kontrolnými myšami v prípade zmutovaných myší polovičná. Po narodení mutantných myší tím zaznamenal, že 6 z 39 myší s chromozómami XY malo vyvinuté dva vaječníky, zatiaľ čo ďalšia mala vaječník a semenník. Všetkým myšiam s chromozómami XX sa vyvinuli dva vaječníky.
Výskum poukazuje na to, že väčšine embryí sa nevyvinuli atypické pohlavné znaky, čo naznačuje, že je potrebné identifikovať iné kľúčové modifikátory pohlavia. Zatiaľ žiadny výskum nespojil úlohu železa s určovaním pohlavia u ľudí, ale mohlo by ísť o jeden z viacerých faktorov. Nové dôkazy naznačujú, že strava matky a vystavenie toxínom životného prostredia môžu ovplyvniť aktivitu génov, ktoré sa podieľajú na ranom vývoji pohlavných žliaz.
Najnovšie zistenia by mohli mať vplyv na lekárske odporúčania týkajúce sa príjmu železa počas tehotenstva. Vedec zároveň dodáva, že zistenia vyvolávajú aj otázky o vplyve železa na expresiu iných génov, teda prepis genetickej informácie z génu do mRNA a následný preklad genetického kódu z mRNA do štruktúry polypeptidového reťazca. V tejto fáze zohráva veľkú úlohu práve železo. Metabolizmus železa môže byť dôležitý aj pri regulácii iných ako genetických markerov DNA a vývoji nervov.
Zdroje: Unilabs, Nature, National Human Genome Research Institute
(RR)
