Возраст отца влияет на здоровье будущего ребенка

29.08.2012 3814 0

Геномные исследования позволят объяснить взаимосвязь между возрастом отца и развитием у его ребенка редких генетических заболеваний.

Еще в 1930-х гг. пионер в области генетики Дж. Б. С. Холдейн (J. B. S. Haldane) заметил специфический паттерн наследования у семей с наследственной формой гемофилии. Мутация, вызывающая заболевание, которое сопровождается нарушением работы свертывающей системы крови, в большинстве случаев находилась на Х-хромосоме, передаваемой дочерям от отца, а не на хромосоме, передаваемой им от матери. Позднее Холдейн предположил [1], что дети наследуют больше мутаций от своих отцов, чем от матерей. Но ученый понимал, что «данное утверждение пока что трудно доказать или опровергнуть».

Однако в прошлом году после окончания полногеномного секвенирования исландских семей наконец-то появились доказательства, подтверждающие теорию Холдейна. Кроме того, результаты исследования, опубликованные в журнале Nature . показали, что возраст отца, в котором он производит детей, определяет то, как много мутаций унаследуют его потомки [2]. Если мужчина начинает создавать семью в возрасте тридцати-сорока лет и старше, то у ребенка увеличивается вероятность развития аутизма, шизофрении и других заболеваний, возникновение которых ассоциировано с передачей новых мутаций. «Чем старше мы, как родители, тем выше шансы, что мы передадим наши мутации детям. Чем больше мутаций мы передаем, тем выше вероятность, что одна из них окажется вредоносной». - говорит один из авторов исследования Кари Стефанссон (Kári Stefánsson), главный исполнительный директор биофармакологической компании deCODE Genetics (Рейкьявик, Исландия).

Холдейн, проводивший исследования за годы до открытия структуры ДНК, также сделал правильное предположение о том, почему отцы передают больше мутаций свои потомкам. Сперматозоиды генерируются путем постоянного деления клеток-предшественниц, которые во время каждого деления приобретают новые мутации. Женщины, наоборот, рождаются с готовым набором яйцеклеток.

Стефанссон, чья компания владеет генетической информацией о большинстве жителей Исландии, сравнил результаты полногеномного секвенирования членов 78 семей, состоящих из матери, отца и ребенка. Исследовательская команда искала мутации у ребенка, которые отсутствовали у родителей, и должны были спонтанно возникнуть в яйцеклетке, сперме или эмбрионе. В статье приводятся данные самого крупного генетического исследования семей, проведенного на настоящий момент.

Выяснилось, что отцы, по сравнению с матерями, передали детям в четыре раза больше новых мутаций: в среднем 55 против 14. Была выявлена зависимость между возрастом отцов и количеством новых мутаций в геноме ребенка: с увеличением возраста отца наблюдался экспоненциальный рост числа переданных ребенку новых мутаций. Команда Стефанссона установила, что мужчина в возрасте 36 лет передаст своему ребенку в два раза больше мутаций, чем двадцатилетний молодой человек, а в возрасте 70 лет мужчина передаст потомку уже в восемь раз больше мутаций.

Ученые рассчитали, что у исландских детей, родившихся в 2011 г. выявлено 70 новых мутаций, в то время, как у детей, родившихся в 1980 г. было только 60 новых мутаций. За это время средний возраст наступления отцовства увеличился с 28 до 33 лет.

Большинство новых мутаций являются вредоносными. Однако исследовательская команда Стефанссона выявила и некоторые известные мутации, ассоциированные с такими заболеваниями, как аутизм и шизофрения. По мнению Стефанссона и других ученых, результаты исследования не доказывают, что пожилые отцы, по сравнению с молодыми, передают своим детям больше генов, ассоциированных с развитием заболеваний, или других опасных генов, но эти полученные данные очень значимы.

Предыдущие исследования показали, что риск аутизма у ребенка увеличивается пропорционально возрасту его отца. Три исследования [3–5], результаты которых были опубликованы в этом году, идентифицировали десятки новых мутаций, ассоциированных с аутизмом, и показали, что эти мутации в четыре раза чаще возникали в генах, передаваемых отцом, чем в генах, наследуемых от матери.

Результаты исследования могут помочь объяснить выраженный рост распространенности заболеваний аутистического спектра. Например, в этом году Центр по Контролю и Предотвращению Заболеваний США в Атланте (US Centers for Disease Control and Prevention ), сообщил, что у 1 из 88 детей, рождающихся в США, диагностируют заболевания аутистического спектра, что на 78% больше, по сравнению с 2007 г. По мнению Даниэля Гешвинда (Daniel Geschwind), нейробиолога из Калифорнийского Университета в Лос-Анжелесе (University of California. США), увеличение данного показателя может быть объяснено совершенствованием методов диагностики аутизма и расширением числа заболеваний, относящихся к расстройствам аутистического спектра. Однако, по мнению Гешвинда, возникновение новых мутаций, вероятно, тоже является фактором, оказавшим влияние на увеличение распространенности заболеваний аутистического спектра в США. Он считает, что в странах, в которых мужчины становятся отцами в более пожилом возрасте, выше распространенность аутизма.

Однако Марк Дели (Mark Daly), генетик из Главной Больницы Массачусетса (Massachusetts General Hospital. США), занимающийся исследованием аутизма, считает, что увеличение возраста наступления отцовства, вероятно, не вызовет увеличение распространенности аутизма среди детей. Он отмечает, что аутизм относится к легко передаваемым по наследству заболеваниям, но большинство случаев его развития у ребенка не вызваны наличием только одной новой мутации. По его мнению, вероятность развития аутизма зависит от наличия предрасполагающих факторов, которые наследуются ребенком от родителей, и эти факторы отличаются от новых мутаций, возникающих в сперматозоидах.

История не подтверждает теорию, что наступление отцовства в более пожилом возрасте приводит к генетической катастрофе у их потомков. На протяжении XVII-XVIII веков исландские мужчины становились отцами в гораздо более пожилом возрасте, чем в наши дни, варьирующем в пределах 34-38 лет. Стефанссон отмечает, что генетические мутации являются движущей силой естественного отбора. «Можно утверждать, что то, что плохо для следующего поколения, хорошо для будущего нашего вида». - говорит он.

Чем старше мужчина, тем больше мутаций он может передать своему будущему ребенку. (фото: V. Peñafiel/Flickr/GETTY)

Оригинальный текст: Ewen Callaway

Литература:

1. Haldane, J. B. S. Ann. Eugen. 13, 262–271 (1947).