Материнский эффект

Материнский эффект — это ситуация, когда фенотип организма определяется не только средой, в которой он находится, и его генотипом , но также средой и генотипом его матери. В генетике материнские эффекты возникают, когда организм демонстрирует фенотип, ожидаемый от генотипа матери, независимо от его собственного генотипа, часто из-за того, что мать поставляет информационную РНК или белки в яйцеклетку . Материнские эффекты также могут быть вызваны материнской средой, независимой от генотипа, иногда контролирующей размер, пол или поведение потомства . Эти адаптивные материнские эффекты приводят к фенотипам потомства, которые повышают их приспособленность. Кроме того, он вводит концепцию фенотипической пластичности , важную эволюционную концепцию. Было высказано предположение, что материнские эффекты важны для эволюции адаптивных реакций на неоднородность окружающей среды .

В генетике

В генетике материнский эффект возникает, когда фенотип организма определяется генотипом его матери. ^{[ 1 ]} Например, если мутация является рецессивной по материнскому эффекту , то женщина, гомозиготная по мутации, может выглядеть фенотипически нормальной, однако ее потомство будет демонстрировать мутантный фенотип, даже если они гетерозиготны по мутации.

Генетические скрещивания, включающие рецессивную мутацию с материнским эффектом, m . Материнский генотип определяет фенотип потомства.
Материнский эффект

Все потомство демонстрирует фенотип дикого типа.		Все потомство демонстрирует мутантный фенотип.

Материнские эффекты часто возникают потому, что мать поставляет в ооцит определенную мРНК или белок , следовательно, материнский геном определяет, функциональна ли молекула. Материнское снабжение мРНК раннего эмбриона важно, поскольку у многих организмов эмбрион изначально транскрипционно неактивен. ^{[ 2 ]} Из-за характера наследования мутаций с материнским эффектом специальные генетические скрининги для их идентификации необходимы . Обычно они включают изучение фенотипа организмов на одно поколение позже, чем при обычном ( зиготическом ) скрининге, поскольку их матери будут потенциально гомозиготны по возникающим мутациям с материнским эффектом. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

У дрозофилы ранний эмбриогенез

Ооцит Drosophila melanogaster кормящими развивается в яйцевой камере в тесной связи с набором клеток, называемых клетками . И ооцит, и кормящие клетки происходят от одной зародышевой стволовой клетки , однако цитокинез неполный в этих клеточных делениях , а цитоплазма кормящих клеток и ооцита соединена структурами, известными как кольцевые каналы . ^{[ 5 ]} Только ооцит подвергается мейозу и передает ДНК следующему поколению.

множество мутантов дрозофилы Было обнаружено с материнским эффектом, которые влияют на ранние этапы эмбриогенеза, такие как определение оси , включая bicoid , дорсальную , gurken и oskar . ^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Например, эмбрионы от гомозиготных бикоидных матерей не способны производить структуры головы и грудной клетки .

Как только был идентифицирован ген, который поврежден в мутанте bicoid , было показано, что bicoid мРНК транскрибируется в питающих клетках, а затем перемещается в ооцит. ^{[ 9 ]} Другие мутанты с материнским эффектом либо влияют на продукты, которые аналогичным образом продуцируются в кормовых клетках и действуют в ооците, либо на части транспортного механизма, которые необходимы для этой релокализации. ^{[ 10 ]} Поскольку эти гены экспрессируются в (материнских) питающих клетках, а не в ооците или оплодотворенном эмбрионе, материнский генотип определяет, смогут ли они функционировать.

Гены материнского эффекта ^{[ 11 ]} экспрессируются матерью во время оогенеза (экспрессируются до оплодотворения) и развивают передне-заднюю и дорсально-вентральную полярность яйцеклетки. Передний конец яйца становится головой; задний конец становится хвостом. спинная сторона находится сверху; брюшная сторона находится внизу. Продукты генов материнского эффекта, называемые материнскими мРНК, производятся кормовыми клетками и клетками фолликулов и откладываются в яйцеклетках (ооцитах). В начале процесса развития в ооцитах формируются градиенты мРНК вдоль передне-задней и дорсо-вентральной осей.

Идентифицировано около тридцати материнских генов, участвующих в формировании паттерна. В частности, продукты четырех генов материнского эффекта имеют решающее значение для формирования передне-задней оси. Продукт двух генов материнского эффекта, bicoid и hunchback, регулирует формирование передней структуры, тогда как еще пара нанос и каудальных генов определяет белок, который регулирует формирование задней части эмбриона.

Транскрипт всех четырех генов — bicoid, hunchback, caudal, nanos — синтезируется клетками-няньками и фолликулами и транспортируется в ооциты.

У птиц

У птиц матери могут передавать в яйца гормоны, которые влияют на рост и поведение потомства. Эксперименты на домашних канарейках показали, что из яиц, содержащих больше андрогенов в желтке, развиваются цыплята, демонстрирующие большее социальное доминирование. Аналогичные различия в уровнях андрогенов в желтке наблюдались у таких видов птиц, как американская лысуха , хотя механизм эффекта еще не установлен. ^{[ 12 ]}

У людей

В 2015 году теоретик ожирения Эдвард Арчер опубликовал «Эпидемию детского ожирения как результат негенетической эволюции: гипотеза материнских ресурсов» и серию работ о материнском влиянии на ожирение и здоровье человека. ^{[ 13 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} В этой работе Арчер утверждала, что кумулятивные материнские эффекты через негенетическую эволюцию матрилинейного метаболизма питательных веществ ответственны за рост глобальной распространенности ожирения и сахарного диабета 2 типа . Арчер предположил, что снижение метаболического контроля у матери изменяет развитие бета-клеток поджелудочной железы плода , адипоцитов (жировых клеток) и миоцитов (мышечных клеток), тем самым вызывая устойчивое конкурентное преимущество адипоцитов в приобретении и секвестрации питательной энергии.

В растениях

Сигналы окружающей среды, такие как свет, температура, влажность почвы и питательные вещества, с которыми сталкивается материнское растение, могут вызывать различия в качестве семян даже в пределах одного и того же генотипа. Таким образом, материнское растение сильно влияет на такие свойства семян, как размер семян, скорость прорастания и жизнеспособность. ^{[ 17 ]}

Экологические материнские эффекты

Окружающая среда или состояние матери также могут в некоторых ситуациях влиять на фенотип ее потомства, независимо от генотипа потомства.

Гены отцовского эффекта

Напротив, отцовский эффект - это когда фенотип является результатом генотипа отца, а не генотипа индивидуума. ^{[ 18 ]} Гены, ответственные за эти эффекты, являются компонентами спермы , которые участвуют в оплодотворении и раннем развитии. ^{[ 19 ]} Примером гена отцовского эффекта является ms(3)sneaky у дрозофилы . Самцы с мутантным аллелем этого гена производят сперму, способную оплодотворить яйцеклетку, но тайно оплодотворенные яйцеклетки не развиваются нормально. Однако самки с этой мутацией производят яйца, которые после оплодотворения развиваются нормально. ^{[ 20 ]}

Адаптивные материнские эффекты

Адаптивные материнские эффекты вызывают фенотипические изменения у потомства, которые приводят к повышению приспособленности. ^{[ 21 ]} Эти изменения возникают из-за того, что матери чувствуют сигналы окружающей среды, которые снижают приспособленность потомства, а затем реагируют на них таким образом, что затем «подготавливают» потомство к будущей среде обитания. Ключевой характеристикой фенотипов «адаптивного материнского эффекта» является их пластичность. Фенотипическая пластичность дает организмам способность реагировать на различные условия окружающей среды, изменяя свой фенотип. Поскольку эти «измененные» фенотипы повышают приспособленность, становится важным рассмотреть вероятность того, что адаптивные материнские эффекты будут развиваться и станут значительной фенотипической адаптацией к окружающей среде.

Определение адаптивных материнских эффектов

Когда на черты влияет либо материнское окружение, либо материнский фенотип, говорят, что на них влияют материнские эффекты. Материнские эффекты направлены на изменение фенотипов потомства не только ДНК, но и другими путями. ^{[ 22 ]} Адаптивные материнские эффекты — это когда эти материнские влияния приводят к фенотипическим изменениям, которые повышают приспособленность потомства. ^{[ 23 ]} В целом адаптивные материнские эффекты представляют собой механизм борьбы с факторами, снижающими приспособленность потомства; ^{[ 24 ]} они также зависят от окружающей среды.

Иногда бывает трудно провести различие между материнским и адаптивным материнским эффектом. Учтите следующее: у непарного шелкопряда, выращенного на листве черного дуба, а не каштанового, потомство развивалось быстрее. ^{[ 25 ]} Это материнский, а не адаптивный материнский эффект. Чтобы стать адаптивным материнским эффектом, окружающая среда матери должна была привести к изменению пищевых привычек или поведения потомства. ^{[ 25 ]} Таким образом, ключевое различие между ними заключается в том, что адаптивные материнские эффекты зависят от окружающей среды. Возникающие фенотипы являются ответом на то, что мать ощущает окружающую среду, которая может снизить приспособленность ее потомства. Учитывая эту среду, она затем может изменить фенотипы, чтобы фактически повысить приспособленность потомства. Материнские эффекты не являются реакцией на сигналы окружающей среды, и, кроме того, они потенциально могут повысить приспособленность потомства, но не могут этого сделать.

При рассмотрении вероятности развития этих «измененных» фенотипов учитывается множество факторов и сигналов. Адаптивные материнские эффекты развиваются только тогда, когда потомство может столкнуться со многими потенциальными средами; когда мать сможет «предсказать» среду, в которой родится ее потомство; и когда мать может влиять на фенотип своего потомства, тем самым повышая его приспособленность. ^{[ 25 ]} Сумма всех этих факторов может затем привести к тому, что эти «измененные» черты станут благоприятными для эволюции.

Фенотипические изменения, возникающие в результате адаптивных материнских эффектов, являются результатом того, что мать чувствует, что определенный аспект окружающей среды может снизить выживаемость ее потомства. Почувствовав сигнал, мать «передаёт» информацию развивающемуся потомству и, следовательно, вызывает адаптивные материнские эффекты. Это, как правило, приводит к тому, что потомство становится более приспособленным, поскольку оно «подготовлено» к среде, в которой оно, вероятно, окажется. ^{[ 24 ]} Эти сигналы могут включать реакцию на хищников, среду обитания, высокую плотность населения и наличие пищи. ^{[ 26 ]}^{[ 27 ]}^{[ 28 ]}

Увеличение размеров североамериканских красных белок является отличным примером адаптивного материнского эффекта, вызывающего фенотип, который приводит к повышению приспособленности. Адаптивный материнский эффект был вызван тем, что матери ощутили высокую плотность населения и связали ее с низкой доступностью продовольствия на человека. Ее потомство в среднем было крупнее других белок того же вида; они также росли быстрее. В конечном итоге белки, рожденные в этот период высокой плотности популяции, показали повышенную выживаемость (и, следовательно, приспособленность) в первую зиму. ^{[ 26 ]}

Фенотипическая пластичность

Анализируя типы изменений, которые могут произойти с фенотипом, мы можем видеть изменения поведенческие, морфологические или физиологические. Характерной особенностью фенотипа, возникающего за счет адаптивного материнского воздействия, является пластичность этого фенотипа. Фенотипическая пластичность позволяет организмам приспосабливать свой фенотип к различным условиям окружающей среды, тем самым повышая их приспособленность к изменяющимся условиям окружающей среды. ^{[ 24 ]} В конечном счете, это ключевой атрибут способности организма и популяции адаптироваться к краткосрочным изменениям окружающей среды. ^{[ 29 ]}^{[ 30 ]}

Фенотипическую пластичность можно наблюдать у многих организмов, одним из видов, иллюстрирующих эту концепцию, является жук-семянец Statorlimbatus . Этот семенной жук размножается на разных растениях-хозяевах, наиболее распространенными из которых являются Cercidium floridum и Acacia greggii . Когда C. floridum является растением-хозяином, происходит отбор яиц большого размера; когда A. greggii является растением-хозяином, происходит отбор яиц меньшего размера. В эксперименте было замечено, что при жука, который обычно откладывал яйца на A. greggii помещении , на C. floridum , выживаемость отложенных яиц была ниже по сравнению с яйцами, продуцируемыми жуком, который был кондиционирован и оставался на C. floridum. растение-хозяин флориум . В конечном итоге эти эксперименты показали пластичность производства яиц жука по размеру, а также влияние материнской среды на выживаемость потомства. ^{[ 27 ]}

Дополнительные примеры адаптивного материнского эффекта

У многих насекомых:

Такие сигналы, как быстрое снижение температуры или уменьшение дневного света, могут привести к тому, что потомство войдет в состояние покоя. Поэтому они лучше переносят низкие температуры и сохраняют энергию. ^{[ 31 ]}
Когда родители вынуждены откладывать яйца в среде с низким содержанием питательных веществ, потомство будет обеспечено большим количеством ресурсов, например, более высоким содержанием питательных веществ, за счет увеличения размера яиц. ^{[ 27 ]}
Такие факторы, как плохая среда обитания или скученность, могут привести к появлению потомства с крыльями. Крылья позволяют потомству перейти из плохих условий обитания в места, где есть лучшие ресурсы. ^{[ 31 ]}

Диета матери и окружающая среда влияют на эпигенетические эффекты

С адаптивными материнскими эффектами связаны эпигенетические эффекты. Эпигенетика — это изучение долговременных изменений в экспрессии генов , которые возникают в результате модификаций хроматина, а не изменений в последовательности ДНК, как это наблюдается при мутациях ДНК. Это «изменение» относится к метилированию ДНК , ацетилированию гистонов или взаимодействию некодирующих РНК с ДНК. Метилирование ДНК – это добавление метильных групп к ДНК. Когда ДНК метилируется у млекопитающих, транскрипция гена в этом месте подавляется или полностью отключается. На индукцию метилирования ДНК сильно влияет материнская среда. Некоторые материнские условия могут привести к более высокому метилированию ДНК потомства, тогда как другие снижают метилирование.[22] ^{[ нужна ссылка ]} Тот факт, что на метилирование может влиять материнская среда, делает его похожим на адаптивные материнские эффекты. Дальнейшее сходство проявляется в том факте, что метилирование часто может повысить приспособленность потомства. Кроме того, эпигенетика может относиться к модификациям гистонов или некодирующим РНК, которые создают своего рода клеточную память . Клеточная память относится к способности клетки передавать негенетическую информацию своей дочерней клетке во время репликации. Например, после дифференцировки клетка печени выполняет иные функции, чем клетка мозга; клеточная память позволяет этим клеткам «помнить», какие функции они должны выполнять после репликации. Некоторые из этих эпигенетических изменений могут передаваться будущим поколениям, тогда как другие обратимы в течение жизни конкретного человека. Это может объяснить, почему люди с идентичной ДНК могут различаться по своей восприимчивости к определенным хроническим заболеваниям.

В настоящее время исследователи изучают корреляцию между питанием матери во время беременности и его влиянием на предрасположенность потомства к хроническим заболеваниям в более позднем возрасте. Гипотеза фетального программирования подчеркивает идею о том, что стимулы окружающей среды в критические периоды развития плода могут оказывать влияние на структуру тела и здоровье на протяжении всей жизни и в некотором смысле подготавливают потомство к среде, в которой оно родится. Считается, что многие из этих изменений обусловлены эпигенетическими механизмами, вызванными материнским окружением, таким как стресс, диета, гестационный диабет и воздействие табака и алкоголя. Считается, что эти факторы способствуют ожирению и сердечно-сосудистым заболеваниям, дефектам нервной трубки, раку, диабету и т. д. ^{[ 32 ]} Исследования по определению этих эпигенетических механизмов обычно проводятся посредством лабораторных исследований на грызунах и эпидемиологических исследований на людях.

Важность для населения в целом

Знание эпигенетических изменений, вызванных питанием матери, важно не только для ученых, но и для широкой общественности. Возможно, наиболее очевидная роль влияния питания матери на организм лежит в сфере медицины. В Соединенных Штатах и во всем мире многие неинфекционные заболевания, такие как рак, ожирение и болезни сердца, достигли масштабов эпидемии. В области медицины работают над методами выявления этих заболеваний, некоторые из которых, как было обнаружено, в значительной степени обусловлены эпигенетическими изменениями, вызванными воздействием питания матери. Как только геномные маркеры этих заболеваний будут идентифицированы, можно будет начать проводить исследования для выявления раннего начала этих заболеваний и, возможно, обратить вспять эпигенетические эффекты материнской диеты на более поздних этапах жизни. Для обращения вспять эпигенетических эффектов будет использоваться фармацевтическая сфера в попытке создать лекарства, нацеленные на конкретные гены и геномные изменения. Создание лекарств для лечения этих неинфекционных заболеваний может быть использовано для лечения людей, у которых уже есть эти заболевания. Общие знания о механизмах, лежащих в основе эпигенетических эффектов питания матери, также полезны с точки зрения осведомленности. Широкая общественность может знать о рисках, связанных с определенными диетическими привычками во время беременности, пытаясь обуздать негативные последствия, которые могут возникнуть у детей в более позднем возрасте. Эпигенетические знания могут привести к более здоровому образу жизни для миллиардов людей во всем мире.

Влияние материнской диеты на виды, отличные от человека, также имеет значение. Многие из долгосрочных последствий глобального изменения климата неизвестны. Знание эпигенетических механизмов может помочь ученым лучше прогнозировать влияние изменения структуры сообщества на виды, которые являются экологически, экономически и/или культурно важными во всем мире. Поскольку во многих экосистемах произойдут изменения в видовой структуре, доступность питательных веществ также изменится, что в конечном итоге повлияет на доступный выбор продуктов питания для размножения самок. Влияние питания матери также может быть использовано для улучшения методов ведения сельского хозяйства и аквакультуры. Селекционеры могут использовать научные данные для создания более устойчивых методов выращивания, экономя деньги как для себя, так и для потребителей.

Диета и окружающая среда матери эпигенетически влияют на восприимчивость к заболеваниям у взрослых.

Гипергликемия во время беременности коррелирует с ожирением и сердечно-сосудистыми заболеваниями во взрослом возрасте

гипергликемия Считается, что во время беременности вызывает эпигенетические изменения в гене лептина новорожденных, приводящие к потенциальному увеличению риска ожирения и сердечно-сосудистых заболеваний. Лептин иногда называют «гормоном сытости», поскольку он выделяется жировыми клетками для подавления чувства голода. Изучая как модели на животных, так и наблюдательные исследования на людях, было высказано предположение, что всплеск лептина в перинатальном периоде играет решающую роль в повышении долгосрочного риска ожирения. Перинатальный период начинается на 22 неделе беременности и заканчивается через неделю после рождения.[34] Метилирование ДНК вблизи локуса лептина было исследовано, чтобы определить, существует ли корреляция между материнской гликемией и уровнями лептина у новорожденных. Результаты показали, что гликемия обратно пропорциональна состояниям метилирования гена LEP, который контролирует выработку гормона лептина. Таким образом, более высокие уровни гликемии у матерей соответствовали более низким состояниям метилирования гена LEP у их детей. При этом более низком состоянии метилирования ген LEP транскрибируется чаще, тем самым вызывая более высокие уровни лептина в крови. ^{[ 33 ]} Эти более высокие уровни лептина в крови в перинатальный период были связаны с ожирением во взрослом возрасте, возможно, из-за того, что более высокий «нормальный» уровень лептина был установлен во время беременности. Поскольку ожирение вносит большой вклад в развитие сердечно-сосудистых заболеваний, всплеск лептина коррелирует не только с ожирением, но и с сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Диета с высоким содержанием жиров во время беременности коррелирует с метаболическим синдромом

Считается, что диета с высоким содержанием жиров внутриутробно вызывает метаболический синдром. Метаболический синдром — это набор симптомов, включая ожирение и резистентность к инсулину, которые, по-видимому, связаны между собой. Этот синдром часто связан с диабетом II типа, а также с гипертонией и атеросклерозом. Используя модели на мышах, исследователи показали, что диета с высоким содержанием жиров внутриутробно вызывает модификации генов адипонектина и лептина, которые изменяют экспрессию генов; эти изменения способствуют метаболическому синдрому. Гены адипонектина регулируют метаболизм глюкозы, а также расщепление жирных кислот; однако точные механизмы не совсем понятны. На моделях как на людях, так и на мышах было показано, что адипонектин придает инсулин-сенсибилизирующие и противовоспалительные свойства различным типам тканей, особенно мышечной и печеночной ткани. Также было показано, что адипонектин увеличивает скорость транспорта и окисления жирных кислот у мышей, что вызывает усиление метаболизма жирных кислот. ^{[ 34 ]} При диете с высоким содержанием жиров во время беременности наблюдалось усиление метилирования промотора гена адипонектина, сопровождающееся снижением ацетилирования. Эти изменения, вероятно, ингибируют транскрипцию генов адипонектина, поскольку увеличение метилирования и снижение ацетилирования обычно подавляют транскрипцию. Кроме того, наблюдалось усиление метилирования промотора лептина, что подавляет выработку гена лептина. Следовательно, было меньше адипонектина, который помогает клеткам усваивать глюкозу и расщеплять жир, а также меньше лептина, вызывающего чувство сытости. Снижение этих гормонов вызывало увеличение жировой массы, непереносимость глюкозы, гипертриглицеридемию, аномальные уровни адипонектина и лептина и гипертонию на протяжении всей жизни животного. Однако этот эффект исчез после трех последующих поколений при нормальном питании. Это исследование подчеркивает тот факт, что эти эпигенетические метки могут быть изменены в течение одного поколения и даже могут быть полностью устранены с течением времени. ^{[ 35 ]} Это исследование выявило связь между диетой с высоким содержанием жиров и уровнем адипонектина и лептина у мышей. Напротив, на людях было проведено мало исследований, чтобы показать специфическое воздействие диеты с высоким содержанием жиров внутриутробно на человека. Однако было показано, что снижение уровня адипонектина связано с ожирением, резистентностью к инсулину, диабетом II типа и ишемической болезнью сердца у людей. Предполагается, что механизм, аналогичный описанному у мышей, может также способствовать метаболическому синдрому у людей. ^{[ 34 ]}

Диета с высоким содержанием жиров во время беременности коррелирует с хроническим воспалением

Кроме того, диета с высоким содержанием жиров вызывает хроническое слабовыраженное воспаление в плаценте, жировой ткани, печени, мозге и сосудистой системе. Воспаление является важным аспектом естественной защитной системы организма после травмы, травмы или заболевания. Во время воспалительной реакции возникает ряд физиологических реакций, таких как увеличение кровотока, усиление клеточного метаболизма и расширение сосудов, которые помогают лечить раненый или инфицированный участок. Однако хроническое воспаление низкой степени тяжести связано с долгосрочными последствиями, такими как сердечно-сосудистые заболевания, почечная недостаточность, старение, диабет и т. д. Это хроническое воспаление низкой степени тяжести обычно наблюдается у людей с ожирением, соблюдающих диету с высоким содержанием жиров. В модели на мышах избыточные цитокины у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, были обнаружены . Цитокины помогают в передаче сигналов клеткам во время иммунных ответов, в частности, направляя клетки к местам воспаления, инфекции или травмы. МРНК провоспалительных цитокинов индуцировалась в плаценте матерей, соблюдающих диету с высоким содержанием жиров. Диета с высоким содержанием жиров также вызвала изменения в составе микробиоты, что привело к гипервоспалительным реакциям толстой кишки у потомства. Эта гипервоспалительная реакция может привести к воспалительные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона или язвенный колит .[35] Как упоминалось ранее, диета с высоким содержанием жиров внутриутробно способствует ожирению; однако некоторые провоспалительные факторы, такие как IL-6 и MCP-1, также связаны с отложением жира в организме. Было высказано предположение, что ацетилирование гистонов тесно связано с воспалением, поскольку было показано, что добавление ингибиторов деацетилазы гистонов снижает экспрессию провоспалительных медиаторов в глиальных клетках . Это уменьшение воспаления привело к улучшению функции и выживаемости нервных клеток. Это воспаление также часто связано с ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями, ожирением печени , повреждением головного мозга, а также преэклампсией и преждевременными родами. Хотя было доказано, что диета с высоким содержанием жиров вызывает воспаления, которые способствуют всем этим хроническим заболеваниям; неясно, как это воспаление действует как посредник между диетой и хроническими заболеваниями. ^{[ 36 ]}

Недостаточное питание во время беременности коррелирует с сердечно-сосудистыми заболеваниями

Исследование, проведенное после голландской голодной зимы 1944-1945 годов, показало, что недостаточное питание на ранних стадиях беременности связано с гипометилированием гена инсулиноподобного фактора роста II (IGF2) даже спустя шесть десятилетий. У этих людей уровень метилирования был значительно ниже по сравнению с их однополыми братьями и сестрами, которые не были зачаты во время голода. Сравнение было проведено с детьми, зачатыми до голода, так что их матери были лишены питательных веществ на более поздних стадиях беременности; у этих детей был нормальный образец метилирования. IGF2 означает инсулиноподобный фактор роста II; этот ген играет ключевую роль в росте и развитии человека. Ген IGF2 также импринтируется по материнской линии , что означает, что материнский ген замолкает. Ген матери обычно метилирован в дифференциально метилированной области (DMR); однако при гипометилировании ген экспрессируется биаллельно. Таким образом, люди с более низким уровнем метилирования, вероятно, потеряли часть эффекта импринтинга. Аналогичные результаты были продемонстрированы в генах Nr3c1 и Ppara потомков крыс, получавших до начала беременности изокалорийную белково-дефицитную диету. Это также означает, что недостаточное питание было причиной эпигенетических изменений. Удивительно, но не было корреляции между состояниями метилирования и массой тела при рождении. Это показало, что вес при рождении не может быть адекватным способом определения статуса питания во время беременности. В этом исследовании подчеркивается, что эпигенетические эффекты варьируются в зависимости от времени воздействия и что ранние стадии развития млекопитающих являются решающими периодами для установления эпигенетических меток. У тех, кто подвергся воздействию на ранних сроках беременности, наблюдалось снижение метилирования, тогда как у тех, кто подвергся воздействию в конце беременности, уровень метилирования был относительно нормальным. ^{[ 37 ]} Потомство и потомки матерей с гипометилированием чаще развивали сердечно-сосудистые заболевания. Эпигенетические изменения, возникающие во время эмбриогенеза и раннего развития плода, имеют более серьезные физиологические и метаболические последствия, поскольку они передаются через большее количество митотических делений. Другими словами, эпигенетические изменения, которые происходят раньше, с большей вероятностью сохранятся в большем количестве клеток. ^{[ 37 ]}

Ограничение питательных веществ во время беременности коррелирует с сахарным диабетом 2 типа

В другом исследовании исследователи обнаружили, что перинатальное ограничение питательных веществ, приводящее к задержке внутриутробного развития (ЗВУР), способствует развитию сахарного диабета 2 типа (СД2). ЗВУР означает плохой рост ребенка внутриутробно. В поджелудочной железе ЗВУР вызывала снижение экспрессии промотора гена, кодирующего критический фактор транскрипции для функционирования и развития бета-клеток. Бета-клетки поджелудочной железы отвечают за выработку инсулина; снижение активности бета-клеток связано с СД2 во взрослом возрасте. В скелетных мышцах ЗВУР вызывала снижение экспрессии гена Glut-4. Ген Glut-4 контролирует выработку транспортера Glut-4; этот транспортер особенно чувствителен к инсулину. Таким образом, когда уровень инсулина повышается, к клеточной мембране попадает больше переносчиков глута-4, что увеличивает поглощение глюкозы клеткой. Это изменение вызвано модификациями гистонов в клетках скелетных мышц, которые снижают эффективность системы транспорта глюкозы в мышцу. Поскольку основные транспортеры глюкозы не работают на оптимальной мощности, у этих людей с большей вероятностью разовьется резистентность к инсулину на фоне богатой энергией диеты в более позднем возрасте, что способствует развитию СД2. ^{[ 38 ]}

Диета с высоким содержанием белка во время беременности коррелирует с более высоким кровяным давлением и ожирением.

Дальнейшие исследования изучили эпигенетические изменения, возникающие в результате диеты с высоким содержанием белка и низким содержанием углеводов во время беременности. Эта диета вызвала эпигенетические изменения, которые были связаны с более высоким кровяным давлением, более высоким уровнем кортизола и усиленной реакцией гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы (HPA) на стресс. Повышенное метилирование 11β-гидроксистероиддегидрогеназы типа 2 (HSD2), глюкокортикоидного рецептора (GR) и ICR H19 положительно коррелировало с ожирением и артериальным давлением во взрослом возрасте. Глюкокортикоиды играют жизненно важную роль в развитии и созревании тканей, а также влияют на обмен веществ. Доступ глюкокортикоидов к ГР регулируется HSD1 и HSD2. H19 представляет собой импринтированный ген длинной кодирующей РНК (днРНК) , которая оказывает ограничивающее влияние на массу тела и пролиферацию клеток. Следовательно, более высокие скорости метилирования в ICR H19 подавляют транскрипцию и не позволяют днРНК регулировать массу тела. Матери, которые сообщили о более высоком потреблении мяса/рыбы и овощей и о меньшем потреблении хлеба/картофеля на поздних сроках беременности, имели более высокий средний уровень метилирования в GR и HSD2. Однако одна общая проблема этих типов исследований заключается в том, что многие эпигенетические модификации имеют паттерны метилирования ДНК, специфичные для тканей и типов клеток. Таким образом, паттерны эпигенетических модификаций доступных тканей, таких как периферическая кровь, могут не отражать эпигенетические паттерны ткани, вовлеченной в конкретное заболевание. ^{[ 39 ]}

Воздействие эстрогена у новорожденных коррелирует с раком простаты

Убедительные данные, полученные на крысах, подтверждают вывод о том, что неонатальное воздействие эстрогена играет роль в развитии рака простаты . Используя модель ксенотрансплантата предстательной железы плода человека, исследователи изучили эффекты раннего воздействия эстрогена с вторичным лечением эстрогеном и тестостероном и без него. Модель ксенотрансплантата представляет собой трансплантат ткани, пересаженный между организмами разных видов. В этом случае крысам трансплантировали человеческие ткани; следовательно, не было необходимости экстраполировать результаты с грызунов на человека. Гистопатологические поражения, пролиферацию и уровни гормонов в сыворотке измеряли в различные моменты времени после ксенотрансплантации. На 200-й день ксенотрансплантат, подвергшийся двум обработкам эстрогеном, показал самые серьезные изменения. Кроме того, исследователи изучили ключевые гены, участвующие в росте желез и стромы предстательной железы, развитии клеточного цикла, апоптозе, гормональных рецепторах и супрессорах опухолей, используя специальный набор ПЦР. Анализ метилирования ДНК показал различия в метилировании CpG-сайтов стромального компартмента после лечения эстрогеном. Эти различия в метилировании, вероятно, являются одной из причин изменений в клеточных событиях на пути рака простаты KEGG, которые ингибируют апоптоз и увеличивают прогрессирование клеточного цикла, что способствует развитию рака. ^{[ 40 ]}

Добавки могут обратить вспять эпигенетические изменения

Внутриутробное или неонатальное воздействие бисфенола А (BPA) , химического вещества, используемого в производстве поликарбонатного пластика, коррелирует с более высокой массой тела, раком молочной железы, раком простаты и изменением репродуктивной функции. В модели на мышах мыши, получавшие диету с BPA, с большей вероятностью имели желтую шерсть, соответствующую их более низкому состоянию метилирования в промоторных областях ретротранспозона выше гена Агути. Ген агути отвечает за определение того, будет ли шерсть животного полосатой (агути) или сплошной (неагути). Однако добавление доноров метильных групп, таких как фолиевая кислота или фитоэстроген, устраняло эффект гипометилирования. Это демонстрирует, что эпигенетические изменения можно обратить вспять с помощью диеты и пищевых добавок. ^{[ 41 ]}

Влияние материнской диеты и экология

Влияние материнского питания наблюдается не только у людей, но и у многих таксонов животного мира. Эти эффекты питания матери могут привести к экологическим изменениям в более широком масштабе среди населения и от поколения к поколению. Пластичность, связанная с этими эпигенетическими изменениями, вызванными питанием матери, представляет собой среду, в которой будет рождаться потомство. Во многих случаях эпигенетическое воздействие материнской диеты на потомство во время развития генетически подготавливает потомство к лучшей адаптации к среде, с которой оно впервые сталкивается. Эпигенетические эффекты материнской диеты можно наблюдать у многих видов, использующих различные экологические сигналы и эпигенетические механизмы для обеспечения адаптивного преимущества будущим поколениям.

В области экологии существует множество примеров влияния питания матери на организм матери. К сожалению, эпигенетические механизмы, лежащие в основе этих фенотипических изменений, редко исследуются. В будущем ученым-экологам, а также ученым-эпигенетикам и геномистам было бы полезно работать вместе, чтобы заполнить пробелы в области экологии и создать полную картину экологических сигналов и эпигенетических изменений, вызывающих фенотипическое разнообразие.

Рацион родителей влияет на иммунитет потомства

Вид пиралидной моли Plodia interpunctella , обычно встречающийся в местах хранения пищевых продуктов, оказывает на свое потомство как материнское, так и отцовское диетическое воздействие. Эпигенетические изменения в потомстве моли влияют на выработку фенолоксидазы — фермента, участвующего в меланизации и коррелирующего с устойчивостью некоторых патогенов у многих видов беспозвоночных. В этом исследовании родительские бабочки в течение репродуктивного периода содержались в средах, богатых или бедных пищей. Бабочки, которые содержались в условиях скудной пищи, производили потомство с меньшим количеством фенолоксидазы и, следовательно, имели более слабую иммунную систему, чем бабочки, которые размножались в средах с большим количеством пищи. Считается, что это адаптивный процесс, поскольку потомство развивается, получая сигналы о скудных возможностях питания. Эти сигналы позволяют бабочке распределять энергию по-разному, уменьшая энергию, выделяемую на иммунную систему, и направляя больше энергии на рост и размножение, чтобы повысить приспособленность и застраховать будущие поколения. Одним из объяснений этого эффекта может быть импринтинг, экспрессия только одного родительского гена над другим, но дальнейшие исследования еще предстоит провести. ^{[ 42 ]}

Эпигенетическое влияние питания на иммунитет, опосредованное родителями, имеет более широкое значение для диких организмов. Изменения иммунитета во всей популяции могут сделать популяцию более восприимчивой к нарушениям окружающей среды, например, проникновению патогена. Следовательно, эти трансгенерационные эпигенетические эффекты могут влиять на динамику популяции, снижая стабильность популяций, населяющих среду, отличную от родительской среды, для которой потомство эпигенетически модифицируется.

Диета матери влияет на скорость роста потомства

Доступность пищи также влияет на эпигенетические механизмы, управляющие скоростью роста высиживающей рот цихлиды Simochromis pleurospilus . Когда доступность питательных веществ высока, воспроизводящиеся самки будут производить много мелких яиц по сравнению с меньшим количеством более крупных яиц в условиях скудных питательных веществ. Размер яиц часто коррелирует с размером тела личинок рыб при вылуплении: из меньших яиц вылупляются личинки меньшего размера. У цихлид маленькие личинки растут быстрее, чем их более крупные яйцеклетки. Это связано с повышенной экспрессией GHR, рецептора гормона роста. Повышенные уровни транскрипции генов GHR увеличивают количество рецепторов, доступных для связывания с гормоном роста , что приводит к увеличению скорости роста у более мелких рыб. Рыба большего размера с меньшей вероятностью будет съедена хищниками, поэтому на ранних стадиях жизни выгодно быстро расти, чтобы обеспечить выживание. Механизм, с помощью которого регулируется транскрипция GHR, неизвестен, но это может быть связано с гормонами в желтке, вырабатываемыми матерью, или просто с количеством самого желтка. Это может привести к метилированию ДНК или модификациям гистонов, которые контролируют уровни транскрипции генов. ^{[ 43 ]}

С экологической точки зрения это пример того, как мать использует окружающую среду и определяет лучший метод максимизации выживания потомства, фактически не прилагая к этому сознательных усилий. Экология обычно определяется способностью организма конкурировать за получение питательных веществ и успешное размножение. Если мать сможет собрать большое количество ресурсов, она будет иметь более высокую плодовитость и производить потомство, которое сможет быстро расти, чтобы избежать нападения хищников. Матери, которые не могут получить столько питательных веществ, произведут меньше потомства, но потомство будет крупнее в надежде, что их большой размер поможет обеспечить выживание до полового созревания. В отличие от примера с молью, материнский эффект, оказываемый потомству цихлид, не готовит цихлид к среде, в которой они родятся; это связано с тем, что высиживающие рот цихлиды обеспечивают родительскую заботу о своем потомстве, обеспечивая стабильную среду для развития потомства. Потомство, имеющее более высокие темпы роста, может стать независимым быстрее, чем медленно растущие его собратья, что снижает количество энергии, затрачиваемой родителями в период родительской заботы.

Аналогичное явление наблюдается у морского ежа Strongylocentrotus droebachiensis . Матери ежей в богатой питательными веществами среде откладывают большое количество мелких яиц. Потомство этих маленьких яиц растет быстрее, чем их крупные яйцеклетки от матерей с низким содержанием питательных веществ. , полезно Опять же, личинкам морского ежа, известным как планула быстро расти, чтобы сократить продолжительность их личиночной фазы, и превратиться в молодь, чтобы снизить риск нападения хищников. Личинки морских ежей обладают способностью развиваться в один из двух фенотипов в зависимости от их материнского и личиночного питания. Личинки, которые растут быстрыми темпами за счет обильного питания, способны направить больше своей энергии на развитие ювенильного фенотипа. Личинки, которые растут медленнее при недостаточном питании, тратят больше энергии на рост шиповидных придатков, чтобы защитить себя от хищников и попытаться увеличить выживаемость на ювенильной стадии. Определение этих фенотипов основано как на материнском, так и на питании молоди. Эпигенетические механизмы, лежащие в основе этих фенотипических изменений, неизвестны, но считается, что может существовать порог питания, который запускает эпигенетические изменения, влияющие на развитие и, в конечном итоге, на личиночный фенотип. ^{[ 44 ]}

См. также

Ссылки

^ Гриффитс Эй Джей (1999). Введение в генетический анализ . Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3771-1 . ^{[ нужна страница ]}
^ Шир А.Ф. (апрель 2007 г.). «Материнско-зиготический переход: смерть и рождение РНК». Наука . 316 (5823): 406–7. Бибкод : 2007Sci...316..406S . дои : 10.1126/science.1140693 . ПМИД 17446392 . S2CID 36999389 .
^ Йоргенсен Э.М., Манго С.Э. (май 2002 г.). «Искусство и дизайн генетических экранов: Caenorhabditis elegans ». Нат. Преподобный Жене . 3 (5): 356–69. дои : 10.1038/nrg794 . ПМИД 11988761 . S2CID 152517 .
^ Сент-Джонстон Д. (март 2002 г.). «Искусство и дизайн генетических экранов: Drosophila melanogaster ». Нат. Преподобный Жене . 3 (3): 176–88. дои : 10.1038/nrg751 . ПМИД 11972155 . S2CID 6093235 .
^ Басток Р., Сент-Джонстон Д. (декабрь 2008 г.). « Оогенез дрозофилы » . Курс. Биол . 18 (23): R1082–7. дои : 10.1016/j.cub.2008.09.011 . ПМИД 19081037 . S2CID 14924601 .
^ Нюсляйн-Фольхард С., Лохс-Шардин М., Сандер К., Кремер С. (январь 1980 г.). «Дорсо-вентральный сдвиг эмбриональных зачатков у нового мутанта дрозофилы с материнским эффектом ». Природа . 283 (5746): 474–6. Бибкод : 1980Natur.283..474N . дои : 10.1038/283474a0 . ПМИД 6766208 . S2CID 4320963 .
^ Шюпбах Т., Вишаус Э. (февраль 1986 г.). «Зародышевая автономия мутаций материнского эффекта, изменяющих структуру эмбрионального тела дрозофилы ». Дев. Биол . 113 (2): 443–8. дои : 10.1016/0012-1606(86)90179-X . ПМИД 3081391 .
^ Нюсляйн-Фольхард К., Фронхёфер Х.Г., Леманн Р. (декабрь 1987 г.). «Определение переднезадней полярности у дрозофилы ». Наука . 238 (4834): 1675–81. Бибкод : 1987Sci...238.1675N . дои : 10.1126/science.3686007 . ПМИД 3686007 .
^ Берлет Т., Бурри М., Тома Г. и др. (июнь 1988 г.). «Роль локализации бикоидной РНК в организации переднего рисунка эмбриона дрозофилы » . ЭМБО Дж . 7 (6): 1749–56. дои : 10.1002/j.1460-2075.1988.tb03004.x . ПМЦ 457163 . ПМИД 2901954 .
^ Эфрусси А., Сент-Джонстон Д. (январь 2004 г.). «Увидеть — значит поверить: градиент морфогена Bicoid созревает» . Клетка . 116 (2): 143–52. дои : 10.1016/S0092-8674(04)00037-6 . ПМИД 14744427 . S2CID 1977542 .
^ Пранав К., Мина У (2013). Науки о жизни: основы и практика (3-е изд.). Нью-Дели: Академия следопытов. ISBN 9788190642774 . OCLC 857764171 .
^ Рид В.Л., Кларк М.Э. (июль 2011 г.). «Помимо материнских эффектов у птиц: реакция эмбриона на окружающую среду» . Интегративная и сравнительная биология . 51 (1): 73–80. дои : 10.1093/icb/icr032 . ПМИД 21624931 .
^ Арчер Э. (январь 2015 г.). «Эпидемия детского ожирения как результат негенетической эволюции: гипотеза материнских ресурсов» . Труды клиники Мэйо . 90 (1): 77–92. дои : 10.1016/j.mayocp.2014.08.006 . ПМЦ 4289440 . ПМИД 25440888 .
^ Арчер Э. (апрель 2015 г.). «В ответ: необходимы материнские, отцовские и общественные усилия, чтобы «вылечить» детское ожирение» . Труды клиники Мэйо . 90 (4): 555–7. дои : 10.1016/j.mayocp.2015.01.020 . ПМЦ 4527549 . ПМИД 25841259 .
^ Арчер Э. (май 2015 г.). «В ответ — эпигенетика и детское ожирение» . Труды клиники Мэйо . 90 (5): 693–5. дои : 10.1016/j.mayocp.2015.02.013 . ПМИД 25939942 .
^ Арчер Э (28 февраля 2015 г.). «Мать всех проблем». Новый учёный . 225 (3010): 32–33. Бибкод : 2015NewSc.225...32A . дои : 10.1016/S0262-4079(15)60404-3 .
^ Нгуен, Чи Д (март 2021 г.). «Влияние материнской среды на прорастание семян и жизнеспособность рассады Petunia x Hybrida при различных абиотических стрессах» . Растения . 10 (3): 581. doi : 10.3390/plants10030581 . ПМК 8003445 . ПМИД 33808598 .
^ Ясуда Г.К., Шубигер Г., Вакимото Б.Т. (май 1995 г.). «Генетическая характеристика ms (3) K81, гена отцовского эффекта Drosophila melanogaster» . Генетика . 140 (1): 219–29. дои : 10.1093/генетика/140.1.219 . ПМК 1206549 . ПМИД 7635287 .
^ Фитч К.Р., Ясуда Г.К., Оуэнс К.Н., Вакимото Б.Т. (1998). «1 Отцовские эффекты у дрозофилы: последствия для механизмов раннего развития». Отцовские эффекты у дрозофилы: последствия для механизмов раннего развития . Текущие темы биологии развития. Том. 38. стр. 1–34. дои : 10.1016/S0070-2153(08)60243-4 . ISBN 9780121531386 . ПМИД 9399075 .
^ Fitch KR, Wakimoto BT (май 1998 г.). «Ген отцовского эффекта ms(3)sneaky необходим для активации спермы и начала эмбриогенеза у Drosophila melanogaster» . Биология развития . 197 (2): 270–82. дои : 10.1006/dbio.1997.8852 . ПМИД 9630751 .
^ Ван Канн Дж., Коскела Э., Маппес Т., Симс А., Уоттс ПК (сентябрь 2019 г.). «Влияние среды обитания диких грызунов на межпоколенческую пригодность в раннем периоде жизни» . Журнал экологии животных . 88 (9): 1355–1365. дои : 10.1111/1365-2656.13039 . ПМИД 31162628 . S2CID 174808731 .
^ Адкинс-Риган Э., Банерджи С.Б., Корреа С.М., Швейцер С. (сентябрь 2013 г.). «Материнские эффекты у перепелов и зебровых амадин: поведение и гормоны». Общая и сравнительная эндокринология . 190 : 34–41. дои : 10.1016/j.ygcen.2013.03.002 . ПМИД 23499787 .
^ Лефтвич П.Т., Нэш В.Дж., Френд Л.А., Чепмен Т. (февраль 2019 г.). «Вклад материнских эффектов в выбор рациона средиземноморских плодовых мух» . Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 73 (2): 278–292. дои : 10.1111/evo.13664 . ПМК 6492002 . ПМИД 30592536 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Галлоуэй LF (апрель 2005 г.). «Материнские эффекты обеспечивают фенотипическую адаптацию к местным условиям окружающей среды». Новый фитолог . 166 (1): 93–9. дои : 10.1111/j.1469-8137.2004.01314.x . ПМИД 15760354 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Спитцер Б.В. (2004). «Материнские эффекты у мягких щитовок Saissetia coffeae (Hemiptera: Coccidae)». Эволюция . 58 (11): 2452–61. дои : 10.1554/03-642 . JSTOR 3449399 . ПМИД 15612288 . S2CID 198152929 .
^ Jump up to: ^а ^б Данцер Б., Ньюман А.Э., Бунстра Р., Пальме Р., Бутин С., Хамфрис М.М., МакАдам А.Г. (июнь 2013 г.). «Плотность запускает материнские гормоны, которые увеличивают адаптивный рост потомства у диких млекопитающих». Наука . 340 (6137): 1215–7. Бибкод : 2013Sci...340.1215D . дои : 10.1126/science.1235765 . ПМИД 23599265 . S2CID 206548036 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с Фокс К.В., Такар М.С., Муссо Т.А. (1997). «Пластичность размера яиц у жука-семяка: адаптивный материнский эффект». Американский натуралист . 149 (1): 149–63. дои : 10.1086/285983 . JSTOR 2463535 . S2CID 85194061 .
^ Ван Бускирк Дж. (февраль 2002 г.). «Фенотипическая лабильность и эволюция пластичности, вызванной хищниками, у головастиков». Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 56 (2): 361–70. doi : 10.1554/0014-3820(2002)056[0361:PLATEO]2.0.CO;2 . JSTOR 3061574 . ПМИД 11926504 . S2CID 198152866 .
^ Насси Д.Х., Уилсон А.Дж., Броммер Дж.Э. (2007). «Эволюционная экология индивидуальной фенотипической пластичности в диких популяциях» . Журнал эволюционной биологии . 20 (3): 831–44. дои : 10.1111/j.1420-9101.2007.01300.x . PMID 17465894 . S2CID 18056412 .
^ Гарланд Т., Келли С.А. (2006). «Фенотипическая пластичность и экспериментальная эволюция» . Журнал экспериментальной биологии . 209 (Часть 12): 2344–61. дои : 10.1242/jeb.02244 . ПМИД 16731811 .
^ Jump up to: ^а ^б Муссо Т.А., Фокс CW (1998). «Адаптативное значение материнских эффектов». Тенденции в экологии и эволюции . 13 (10): 403–7. дои : 10.1016/S0169-5347(98)01472-4 . ПМИД 21238360 .
^ Баруа С., Джунаид М.А. (2015). «Образ жизни, беременность и эпигенетические эффекты». Эпигеномика . 7 (1): 85–102. дои : 10.2217/эпи.14.71 . ПМИД 25687469 .
^ Аллард С., Деганье В., Патенауд Ж., Лакруа М., Гиймет Л., Баттиста М.К., Дойон М., Менар Ж., Ардилуз Ж.Л., Перрон П., Бушар Л., Хиверт М.Ф. (2015). «Менделевская рандомизация подтверждает причинно-следственную связь между материнской гипергликемией и эпигенетической регуляцией гена лептина у новорожденных» . Эпигенетика . 10 (4): 342–51. дои : 10.1080/15592294.2015.1029700 . ПМЦ 4622547 . ПМИД 25800063 .
^ Jump up to: ^а ^б Чандран М., Филлипс С.А., Чиаральди Т., Генри Р.Р. (2003). «Адипонектин: больше, чем просто еще один гормон жировых клеток?» . Уход при диабете . 26 (8): 2442–50. дои : 10.2337/diacare.26.8.2442 . ПМИД 12882876 .
^ Масуяма Х, Мицуи Т, Нобумото Э, Хирамацу Ю (2015). «Влияние диеты с высоким содержанием жиров внутриутробно на ожирение и диабетогенные признаки посредством эпигенетических изменений в экспрессии генов адипонектина и лептина в нескольких поколениях у самок мышей» . Эндокринология . 156 (7): 2482–91. дои : 10.1210/en.2014-2020 . ПМИД 25853666 .
^ Чжоу Д., Пан YX (2015). «Патофизиологическая основа ухудшения здоровья на протяжении поколений: роль материнской диеты с высоким содержанием жиров и вялотекущего хронического воспаления» . Журнал пищевой биохимии . 26 (1): 1–8. дои : 10.1016/j.jnutbio.2014.06.011 . ПМИД 25440222 .
^ Jump up to: ^а ^б Хейманс Б.Т., Тоби Э.В., Штейн А.Д., Паттер Х., Блау Г.Дж., Сассер Э.С., Слагбум П.Е., Люми Л.Х. (2008). «Стойкие эпигенетические различия, связанные с пренатальным воздействием голода у людей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (44): 17046–9. Бибкод : 2008PNAS..10517046H . дои : 10.1073/pnas.0806560105 . ПМЦ 2579375 . ПМИД 18955703 .
^ Лопес-Харамильо П., Гомес-Арбелаес Д., Сотомайор-Рубио А., Мантилья-Гарсия Д., Лопес-Лопес Дж. (2015). «Материнское недоедание и кардиометаболические заболевания: взгляд Латинской Америки» . БМК Медицина . 13:41 . дои : 10.1186/s12916-015-0293-8 . ПМК 4346113 . ПМИД 25858591 .
^ Дрейк А.Дж., Макферсон Р.К., Годфри К.М., Купер С., Лилликроп К.А. , Хэнсон М.А., Михан Р.Р., Секл Дж.Р., Рейнольдс Р.М. (2012). «Несбалансированная диета матери во время беременности связана с эпигенетическими изменениями у потомства в генах, контролирующих действие глюкокортикоидов и рост плода» . Клиническая эндокринология . 77 (6): 808–15. дои : 10.1111/j.1365-2265.2012.04453.x . ПМИД 22642564 . S2CID 28199749 .
^ Саффарини CM, Макдоннелл-Кларк EV, Амин А, Хус С.М., Букельхайде К. (2015). «Воздействие эстрогена на развитие изменяет дифференцировку и эпигенетическое программирование в модели ксенотрансплантата предстательной железы плода человека» . ПЛОС ОДИН . 10 (3): e0122290. Бибкод : 2015PLoSO..1022290S . дои : 10.1371/journal.pone.0122290 . ПМК 4370592 . ПМИД 25799167 .
^ Долиной Д.С., Хуан Д., Джиртл Р.Л. (2007). «Добавка материнских питательных веществ противодействует гипометилированию ДНК, вызванному бисфенолом А, на ранних стадиях развития» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (32): 13056–61. Бибкод : 2007PNAS..10413056D . дои : 10.1073/pnas.0703739104 . ЧВК 1941790 . ПМИД 17670942 .
^ Варгас Дж., Мишо Дж. П., Нечольс Дж. Р., Морено Калифорния (2014). «Возрастные материнские эффекты взаимодействуют с запасами пищи личинок, модулируя историю жизни Coleomegilla maculata». Экологическая энтомология . 39 (1): 39–46. дои : 10.1111/een.12065 . hdl : 2097/17235 . S2CID 54585960 .
^ Триггс А.М., Нелл Р.Дж. (2012). «Родительская диета оказывает сильное трансгенерационное влияние на иммунитет потомства» . Функциональная экология . 26 (6): 1409–17. дои : 10.1111/j.1365-2435.2012.02051.x .
^ Бертрам Д.Ф., Стратманн Р.Р. (1998). «Влияние питания матери и личинок на рост и форму планктотрофных личинок». Экология . 79 (1): 315–27. doi : 10.1890/0012-9658(1998)079[0315:EOMALN]2.0.CO;2 . JSTOR 176885 . S2CID 85923751 .

[1] Гриффитс Эй Джей (1999). Введение в генетический анализ . Нью-Йорк: WH Freeman. ISBN 978-0-7167-3771-1 . ^{[ нужна страница ]}

[2] Шир А.Ф. (апрель 2007 г.). «Материнско-зиготический переход: смерть и рождение РНК». Наука . 316 (5823): 406–7. Бибкод : 2007Sci...316..406S . дои : 10.1126/science.1140693 . ПМИД 17446392 . S2CID 36999389 .

[3] Йоргенсен Э.М., Манго С.Э. (май 2002 г.). «Искусство и дизайн генетических экранов: Caenorhabditis elegans ». Нат. Преподобный Жене . 3 (5): 356–69. дои : 10.1038/nrg794 . ПМИД 11988761 . S2CID 152517 .

[4] Сент-Джонстон Д. (март 2002 г.). «Искусство и дизайн генетических экранов: Drosophila melanogaster ». Нат. Преподобный Жене . 3 (3): 176–88. дои : 10.1038/nrg751 . ПМИД 11972155 . S2CID 6093235 .

[5] Басток Р., Сент-Джонстон Д. (декабрь 2008 г.). « Оогенез дрозофилы » . Курс. Биол . 18 (23): R1082–7. дои : 10.1016/j.cub.2008.09.011 . ПМИД 19081037 . S2CID 14924601 .

[6] Нюсляйн-Фольхард С., Лохс-Шардин М., Сандер К., Кремер С. (январь 1980 г.). «Дорсо-вентральный сдвиг эмбриональных зачатков у нового мутанта дрозофилы с материнским эффектом ». Природа . 283 (5746): 474–6. Бибкод : 1980Natur.283..474N . дои : 10.1038/283474a0 . ПМИД 6766208 . S2CID 4320963 .

[7] Шюпбах Т., Вишаус Э. (февраль 1986 г.). «Зародышевая автономия мутаций материнского эффекта, изменяющих структуру эмбрионального тела дрозофилы ». Дев. Биол . 113 (2): 443–8. дои : 10.1016/0012-1606(86)90179-X . ПМИД 3081391 .

[8] Нюсляйн-Фольхард К., Фронхёфер Х.Г., Леманн Р. (декабрь 1987 г.). «Определение переднезадней полярности у дрозофилы ». Наука . 238 (4834): 1675–81. Бибкод : 1987Sci...238.1675N . дои : 10.1126/science.3686007 . ПМИД 3686007 .

[9] Берлет Т., Бурри М., Тома Г. и др. (июнь 1988 г.). «Роль локализации бикоидной РНК в организации переднего рисунка эмбриона дрозофилы » . ЭМБО Дж . 7 (6): 1749–56. дои : 10.1002/j.1460-2075.1988.tb03004.x . ПМЦ 457163 . ПМИД 2901954 .

[10] Эфрусси А., Сент-Джонстон Д. (январь 2004 г.). «Увидеть — значит поверить: градиент морфогена Bicoid созревает» . Клетка . 116 (2): 143–52. дои : 10.1016/S0092-8674(04)00037-6 . ПМИД 14744427 . S2CID 1977542 .

[11] Пранав К., Мина У (2013). Науки о жизни: основы и практика (3-е изд.). Нью-Дели: Академия следопытов. ISBN 9788190642774 . OCLC 857764171 .

[12] Рид В.Л., Кларк М.Э. (июль 2011 г.). «Помимо материнских эффектов у птиц: реакция эмбриона на окружающую среду» . Интегративная и сравнительная биология . 51 (1): 73–80. дои : 10.1093/icb/icr032 . ПМИД 21624931 .

[13] Арчер Э. (январь 2015 г.). «Эпидемия детского ожирения как результат негенетической эволюции: гипотеза материнских ресурсов» . Труды клиники Мэйо . 90 (1): 77–92. дои : 10.1016/j.mayocp.2014.08.006 . ПМЦ 4289440 . ПМИД 25440888 .

[14] Арчер Э. (апрель 2015 г.). «В ответ: необходимы материнские, отцовские и общественные усилия, чтобы «вылечить» детское ожирение» . Труды клиники Мэйо . 90 (4): 555–7. дои : 10.1016/j.mayocp.2015.01.020 . ПМЦ 4527549 . ПМИД 25841259 .

[15] Арчер Э. (май 2015 г.). «В ответ — эпигенетика и детское ожирение» . Труды клиники Мэйо . 90 (5): 693–5. дои : 10.1016/j.mayocp.2015.02.013 . ПМИД 25939942 .

[16] Арчер Э (28 февраля 2015 г.). «Мать всех проблем». Новый учёный . 225 (3010): 32–33. Бибкод : 2015NewSc.225...32A . дои : 10.1016/S0262-4079(15)60404-3 .

[17] Нгуен, Чи Д (март 2021 г.). «Влияние материнской среды на прорастание семян и жизнеспособность рассады Petunia x Hybrida при различных абиотических стрессах» . Растения . 10 (3): 581. doi : 10.3390/plants10030581 . ПМК 8003445 . ПМИД 33808598 .

[18] Ясуда Г.К., Шубигер Г., Вакимото Б.Т. (май 1995 г.). «Генетическая характеристика ms (3) K81, гена отцовского эффекта Drosophila melanogaster» . Генетика . 140 (1): 219–29. дои : 10.1093/генетика/140.1.219 . ПМК 1206549 . ПМИД 7635287 .

[19] Фитч К.Р., Ясуда Г.К., Оуэнс К.Н., Вакимото Б.Т. (1998). «1 Отцовские эффекты у дрозофилы: последствия для механизмов раннего развития». Отцовские эффекты у дрозофилы: последствия для механизмов раннего развития . Текущие темы биологии развития. Том. 38. стр. 1–34. дои : 10.1016/S0070-2153(08)60243-4 . ISBN 9780121531386 . ПМИД 9399075 .

[pmid9630751-20] Fitch KR, Wakimoto BT (май 1998 г.). «Ген отцовского эффекта ms(3)sneaky необходим для активации спермы и начала эмбриогенеза у Drosophila melanogaster» . Биология развития . 197 (2): 270–82. дои : 10.1006/dbio.1997.8852 . ПМИД 9630751 .

[21] Ван Канн Дж., Коскела Э., Маппес Т., Симс А., Уоттс ПК (сентябрь 2019 г.). «Влияние среды обитания диких грызунов на межпоколенческую пригодность в раннем периоде жизни» . Журнал экологии животных . 88 (9): 1355–1365. дои : 10.1111/1365-2656.13039 . ПМИД 31162628 . S2CID 174808731 .

[22] Адкинс-Риган Э., Банерджи С.Б., Корреа С.М., Швейцер С. (сентябрь 2013 г.). «Материнские эффекты у перепелов и зебровых амадин: поведение и гормоны». Общая и сравнительная эндокринология . 190 : 34–41. дои : 10.1016/j.ygcen.2013.03.002 . ПМИД 23499787 .

[23] Лефтвич П.Т., Нэш В.Дж., Френд Л.А., Чепмен Т. (февраль 2019 г.). «Вклад материнских эффектов в выбор рациона средиземноморских плодовых мух» . Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 73 (2): 278–292. дои : 10.1111/evo.13664 . ПМК 6492002 . ПМИД 30592536 .

[Galloway-24] Jump up to: ^а ^б ^с Галлоуэй LF (апрель 2005 г.). «Материнские эффекты обеспечивают фенотипическую адаптацию к местным условиям окружающей среды». Новый фитолог . 166 (1): 93–9. дои : 10.1111/j.1469-8137.2004.01314.x . ПМИД 15760354 .

[Spitzer-25] Jump up to: ^а ^б ^с Спитцер Б.В. (2004). «Материнские эффекты у мягких щитовок Saissetia coffeae (Hemiptera: Coccidae)». Эволюция . 58 (11): 2452–61. дои : 10.1554/03-642 . JSTOR 3449399 . ПМИД 15612288 . S2CID 198152929 .

[squirrels-26] Jump up to: ^а ^б Данцер Б., Ньюман А.Э., Бунстра Р., Пальме Р., Бутин С., Хамфрис М.М., МакАдам А.Г. (июнь 2013 г.). «Плотность запускает материнские гормоны, которые увеличивают адаптивный рост потомства у диких млекопитающих». Наука . 340 (6137): 1215–7. Бибкод : 2013Sci...340.1215D . дои : 10.1126/science.1235765 . ПМИД 23599265 . S2CID 206548036 .

[seedbeetle-27] Jump up to: ^а ^б ^с Фокс К.В., Такар М.С., Муссо Т.А. (1997). «Пластичность размера яиц у жука-семяка: адаптивный материнский эффект». Американский натуралист . 149 (1): 149–63. дои : 10.1086/285983 . JSTOR 2463535 . S2CID 85194061 .

[28] Ван Бускирк Дж. (февраль 2002 г.). «Фенотипическая лабильность и эволюция пластичности, вызванной хищниками, у головастиков». Эволюция; Международный журнал органической эволюции . 56 (2): 361–70. doi : 10.1554/0014-3820(2002)056[0361:PLATEO]2.0.CO;2 . JSTOR 3061574 . ПМИД 11926504 . S2CID 198152866 .

[29] Насси Д.Х., Уилсон А.Дж., Броммер Дж.Э. (2007). «Эволюционная экология индивидуальной фенотипической пластичности в диких популяциях» . Журнал эволюционной биологии . 20 (3): 831–44. дои : 10.1111/j.1420-9101.2007.01300.x . PMID 17465894 . S2CID 18056412 .

[30] Гарланд Т., Келли С.А. (2006). «Фенотипическая пластичность и экспериментальная эволюция» . Журнал экспериментальной биологии . 209 (Часть 12): 2344–61. дои : 10.1242/jeb.02244 . ПМИД 16731811 .

[adaptivesignificance-31] Jump up to: ^а ^б Муссо Т.А., Фокс CW (1998). «Адаптативное значение материнских эффектов». Тенденции в экологии и эволюции . 13 (10): 403–7. дои : 10.1016/S0169-5347(98)01472-4 . ПМИД 21238360 .

[32] Баруа С., Джунаид М.А. (2015). «Образ жизни, беременность и эпигенетические эффекты». Эпигеномика . 7 (1): 85–102. дои : 10.2217/эпи.14.71 . ПМИД 25687469 .

[33] Аллард С., Деганье В., Патенауд Ж., Лакруа М., Гиймет Л., Баттиста М.К., Дойон М., Менар Ж., Ардилуз Ж.Л., Перрон П., Бушар Л., Хиверт М.Ф. (2015). «Менделевская рандомизация подтверждает причинно-следственную связь между материнской гипергликемией и эпигенетической регуляцией гена лептина у новорожденных» . Эпигенетика . 10 (4): 342–51. дои : 10.1080/15592294.2015.1029700 . ПМЦ 4622547 . ПМИД 25800063 .

[care.diabetesjournals.org-34] Jump up to: ^а ^б Чандран М., Филлипс С.А., Чиаральди Т., Генри Р.Р. (2003). «Адипонектин: больше, чем просто еще один гормон жировых клеток?» . Уход при диабете . 26 (8): 2442–50. дои : 10.2337/diacare.26.8.2442 . ПМИД 12882876 .

[35] Масуяма Х, Мицуи Т, Нобумото Э, Хирамацу Ю (2015). «Влияние диеты с высоким содержанием жиров внутриутробно на ожирение и диабетогенные признаки посредством эпигенетических изменений в экспрессии генов адипонектина и лептина в нескольких поколениях у самок мышей» . Эндокринология . 156 (7): 2482–91. дои : 10.1210/en.2014-2020 . ПМИД 25853666 .

[36] Чжоу Д., Пан YX (2015). «Патофизиологическая основа ухудшения здоровья на протяжении поколений: роль материнской диеты с высоким содержанием жиров и вялотекущего хронического воспаления» . Журнал пищевой биохимии . 26 (1): 1–8. дои : 10.1016/j.jnutbio.2014.06.011 . ПМИД 25440222 .

[pnas.org-37] Jump up to: ^а ^б Хейманс Б.Т., Тоби Э.В., Штейн А.Д., Паттер Х., Блау Г.Дж., Сассер Э.С., Слагбум П.Е., Люми Л.Х. (2008). «Стойкие эпигенетические различия, связанные с пренатальным воздействием голода у людей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (44): 17046–9. Бибкод : 2008PNAS..10517046H . дои : 10.1073/pnas.0806560105 . ПМЦ 2579375 . ПМИД 18955703 .

[38] Лопес-Харамильо П., Гомес-Арбелаес Д., Сотомайор-Рубио А., Мантилья-Гарсия Д., Лопес-Лопес Дж. (2015). «Материнское недоедание и кардиометаболические заболевания: взгляд Латинской Америки» . БМК Медицина . 13:41 . дои : 10.1186/s12916-015-0293-8 . ПМК 4346113 . ПМИД 25858591 .

[39] Дрейк А.Дж., Макферсон Р.К., Годфри К.М., Купер С., Лилликроп К.А. , Хэнсон М.А., Михан Р.Р., Секл Дж.Р., Рейнольдс Р.М. (2012). «Несбалансированная диета матери во время беременности связана с эпигенетическими изменениями у потомства в генах, контролирующих действие глюкокортикоидов и рост плода» . Клиническая эндокринология . 77 (6): 808–15. дои : 10.1111/j.1365-2265.2012.04453.x . ПМИД 22642564 . S2CID 28199749 .

[40] Саффарини CM, Макдоннелл-Кларк EV, Амин А, Хус С.М., Букельхайде К. (2015). «Воздействие эстрогена на развитие изменяет дифференцировку и эпигенетическое программирование в модели ксенотрансплантата предстательной железы плода человека» . ПЛОС ОДИН . 10 (3): e0122290. Бибкод : 2015PLoSO..1022290S . дои : 10.1371/journal.pone.0122290 . ПМК 4370592 . ПМИД 25799167 .

[41] Долиной Д.С., Хуан Д., Джиртл Р.Л. (2007). «Добавка материнских питательных веществ противодействует гипометилированию ДНК, вызванному бисфенолом А, на ранних стадиях развития» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 104 (32): 13056–61. Бибкод : 2007PNAS..10413056D . дои : 10.1073/pnas.0703739104 . ЧВК 1941790 . ПМИД 17670942 .

[42] Варгас Дж., Мишо Дж. П., Нечольс Дж. Р., Морено Калифорния (2014). «Возрастные материнские эффекты взаимодействуют с запасами пищи личинок, модулируя историю жизни Coleomegilla maculata». Экологическая энтомология . 39 (1): 39–46. дои : 10.1111/een.12065 . hdl : 2097/17235 . S2CID 54585960 .

[43] Триггс А.М., Нелл Р.Дж. (2012). «Родительская диета оказывает сильное трансгенерационное влияние на иммунитет потомства» . Функциональная экология . 26 (6): 1409–17. дои : 10.1111/j.1365-2435.2012.02051.x .

[44] Бертрам Д.Ф., Стратманн Р.Р. (1998). «Влияние питания матери и личинок на рост и форму планктотрофных личинок». Экология . 79 (1): 315–27. doi : 10.1890/0012-9658(1998)079[0315:EOMALN]2.0.CO;2 . JSTOR 176885 . S2CID 85923751 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

[ 29 ]

[ 30 ]

[ 31 ]

[ 32 ]

[ 33 ]

[ 34 ]

[ 35 ]

[ 36 ]

[ 37 ]

[ 38 ]

[ 39 ]

[ 40 ]

[ 41 ]

[ 42 ]

[ 43 ]

[ 44 ]