Генът на бащата Igf2 променя начина, по който функционират клетките на плацентата

Екип от Университета в Кеймбридж открива, че копието на гена Igf2 на бащата променя начина, по който функционират клетките в плацентата, което от своя страна помага на плода да получава повече хранителни вещества.

Проучването

Учените търсят отговор на въпроса за механизмите на гена Igf2. Провеждат тестове с бременни мишки. Модифицират генома им по начин, който позволява изборно да изключат едно от двете копия (на бащата и на майката) на Igf2 само в клетките на плацентата.

Генът „инсулиноподобен растежен фактор 2“ дава инструкции за създаването на протеин. Подобно на инсулина, отговорен аз производството и контролирането на нивата на глюкоза, той подпомага растежа на плода и играе ключова роля в развитието на плацентата, на черния дроб, мозъка и другите тъкани на плода.

Следващият етап е да наблюдават какво е влиянието върху развитието на фетуса при премахването на майчините или на бащините копия на този ген.

Резултатите

Наблюденията и анализите показват ясно, че когато бъде премахнато копието на гена Igf2 от майката, това не оказва никакво влияние върху растежа на ембриона.

Когато обаче бъде изключено копието на гена от бащата, има много смущения. В тези случаи теглото на новородените мишки намалява с близо 9%. По-късно те много по-често страдат от диабет и затлъстяване в сравнение с гризачите от контролната група.

Проф. Аманда Сферуци-Пери, специалист по физиология на плода и плацентата, споделя: „Установихме, че бащиното копие на гена Igf2 заставя плацентата да произвежда сигнали, които намаляват чувствителността на майката към инсулина. Резултатът е, че тъканите на бременната жена започват да абсорбират много по-малко глюкоза, а това увеличава хранителните вещества за растящия в нея плод.“

Налага се още изводът, че неуспехите в програмата за растеж на ембриона са резултат от изключването на гена, което от своя страна рефлектира върху плацентата. Тя спира да произвежда хормоните, които намаляват чувствителността към инсулин в тялото на бъдещата майка. Резултатът е, че плодът в утробата започва да получава значително по-малко хранителни вещества и глюкоза. Това води до забавяне на развитието, но и други проблеми, свързани с липсата на захари в тъканите на бъдещите мишки.

Изтриването на Igf2 от сигналните клетки на плацентата засяга производството и на други хормони, които са отговорни за начина, по който панкреаса на майката произвежда инсулин и затова как реагират черния й дроб и други органи, свързани с метаболизма.

>>>Аномалии в плацентата крият риск от развитието на шизофрения

„По време на изследването разбрахме, че Igf2 контролира хормоните, отговорни за намаляването на инсулиновата чувствителност по време на бременността. Това означава, че тъканите на майката не поемат глюкоза и по този начин хранителните вещества са по-достъпни в кръвообращението и по-бързо и лесно се прехвърлят към плода“, обяснява проф. Аманда Сферуци-Пери.

Важен резултат от изследването е още и откритието, че именно Igf2 регулира подаването на сигнали към майката за разпределянето на хранителните вещества към плода.

„Изследването ни подчертава колко важно за здравето на потомството през целия живот е хранителните вещества да бъдат разпределяни контролирано. Показва ясно и пряката роля на плацентата“, казва проф. Сферуци-Пери.

Проблемите с храненето на плода са в състояние да окажат влияние върху здравето на нероденото дете, но могат да бъдат и основата за развитието на хронични заболявания.

За бащините и майчини гени и за плацентата

Бащините и майчини гени въздействат по различен начин. При настоящото проучване се изяснява, че и двата гена са максимално активни в клетките на плацентата. В същото време нероденото бебе „управлява дистанционно“ метаболизма на майка си и така двете са в постоянна хранителна битка, казват авторите на изследването.

>>>Завършено е разшифроването на целия човешки геном

От една страна тялото на майката иска бебето да оцелее, но от друга, тя трябва да поддържа достатъчно захари и мазнини за себе си, за да може да роди бебето и да го кърми, но и за може да има и други деца.
Гените, контролирани от бащата насърчават растежа на плода, докато тези на майката са склонни да ограничават растежа му.

„Смята се, че гените на майката, които ограничават растежа на плода, са всъщност начин тя да гарантира своето оцеляване“, подчертава проф. Сферуци-Пери.

Водещият проучването д-р Хорхе Лопес-Тело определя бащините гени като алчни и егоистични и склонни да манипулират ресурсите на майката в полза на фетусите, за да растат здрави и големи. Съществува, казва специалистът, потенциален конфликт между майката и бебето, в който плацентата и гените играят ключова роля.
Учените определят плацентата като удивителен орган и поясняват, че спомените за начина по който тя е функционирала оставят трайни следи както върху развитието на органите, така и върху функционирането им през целия живот.

Бъдещето на проучването

След настоящото изследване, резултатите от което са публикувани в Cell Metabolism, екипът насочва усилията си към това да разбере как Igf2 контролира хормоните на плацентата и каква точно правят те. Бъдещите изследвания ще помогнат за разработването на нови стратегии за поддържане на плацентата и за по-добро здраве на майките и бебетата.

Настоящото проучване е част от поредица, насочена към гена Igf2. През 2021 г. проф. Аманда Сферуци-Пери и колегите й откриват необичаен характер на взаимодействията между бащината версия и майчиното копие на гена Igf2. Изследването им тогава показва, че генът на бащата засилва притока на кръв към плода и го прави така, сякаш се опитва до осигури оцеляването на потомството на всяка цена. От своя страна генът на майката контролира и забавя този процес като по този начин предпазва организма на жената от изтощение.