Думайте о том, что едите: диета матери во время беременности может сформировать определенные черты лица ребенка
Процесс формирования структур черепно-лицевого скелета невероятно сложен, и выяснение лежащих в основе механизмов не только обеспечит новые научные открытия, но и поможет разработать более эффективные клинические подходы к лечению или профилактике некоторых врожденных аномалий костей черепа. Именно с этой целью ученые со всего мира, в том числе из России, объединились и провели полногеномный анализ транскрипции РНК из некодирующих регуляторных элементов путем клеточного секвенирования мезенхимы лица человеческих эмбрионов, а также ряд экспериментов с участием лабораторных мышей и рыбок данио.
Как проходило исследование
В ходе анализа исследователи обнаружили, что изменение уровня белка в рационе матери регулирует активность генов mTORC1, которые, по словам авторов, и влияют на черепно-лицевую форму эмбрионов. Для подтверждения этих слов дополнительно были проведены эксперименты с животными, в которых ученые воздействовали на mTORC1 как генетически, так и фармакологически. И действительно, это меняло строение лицевой части скелета плода.
Активация гена mTORC1 на раннем этапе развития эмбриона привела к увеличению черт «лица», более выраженным челюстям и утолщенному носового хряща. Подавление гена формировало удлиненную морду.
Затем авторы провели еще эксперимент, теперь воздействуя на mTORC1 только через диету испытуемых мышей и рыбок. Одна группа потребляла корм, в котором содержалось 20% белка, в рационе второй группы было всего 4% белка, в рационе третьей — 40%.
Как и ожидалось, питание также влияло на гены и, следовательно, на физические характеристики эмбрионов. Так, у испытуемых с высокобелковой диетой родились дети с более широкими носами и грубыми чертами мордочки, по сравнению с потомками тех, кто придерживался низкобелковой диеты.
Кроме того, ученые выяснили, что у людей формирование костных структур черепно-лицевого комплекса зависело не только от рациона питания матери во время беременности, но и от употребления ей алкоголя, а также от изменения климата. Таким образом, пластичность лицевого скелета может быть эволюционно сохраненной характеристикой для большинства живых существ — от рыбок Данио до человека.