Zdaleka ne všechno, s čím se zvíře rodí a co následně předává svým potomkům, je „natvrdo“ zapsáno v dvojité šroubovici jeho deoxyribonukleové kyseliny (DNA). Velice významné jsou z tohoto hlediska i tzv. epigenetické změny „na povrchu“ molekul DNA.
Význam epigenetické dědičnosti pro samčí reprodukci a paternální dědičnost je navzdory intenzivnímu výzkumu prozkoumán jen z malé části. I tyto často notně neúplné poznatky však nabízejí chovatelům a šlechtitelům nejeden podnět k zamyšlení. Ukazuje se například, že výživa samců má prostřednictvím epigenetických změn v DNA spermie významný vliv na kvalitu a zdraví jejich potomstva a to i v několika po sobě jdoucích generacích.
Co skrývá spermie
Na spermii jsme dlouho nazírali především jako na nosič otcovského jaderného genomu. V posledních letech je ale stále jasnější, že spermie přináší při oplození do vznikajícího embrya dědičnou informaci ve zcela specifickém stavu. Ten předurčuje jak kvalitu spermií, tak i vlastnosti potomků, protože významně ovlivňuje aktivitu jejich genů. Aktivita různých částí genomu je pro výsledný fenotyp jedince stejně důležitá jako genotyp. Aktivitu genů určují modifikace DNA, které se souhrnně označují jako epigenetické. Dědičná informace spermie prochází během spermiogeneze rozsáhlými a v mnoha ohledech zcela unikátními epigenetickými změnami.
Jednu z nejnápadnějších epigenetických charakteristik genomu spermie představuje propojení DNA s proteiny označovanými jako protaminy. Drtivá většina buněk má DNA spojenou s proteiny histony. Spermie patří k výjimkám, protože už během jejich formování ve stádiu spermatidy jsou histony nahrazeny protaminy. Velmi těsná vazba DNA spermie na protaminy potlačí aktivitu všech genů a genom spermie se díky tomu nachází v „klidovém stavu“. Jak důležitou roli protaminy plní, se ukázalo v experimentech, kdy byla záměna histonů za protaminy ve spermatidách narušena. Spermie sice dokončí vývoj, ale jejich DNA nese celou řadu poškození a samci mají sníženou plodnost. Ani za fyziologických podmínek však není záměna histonů za protaminy kompletní a 5 až 10% DNA spermie zůstává spojeno s histony. Úseky DNA spermie spojené s histony jsou důležité pro nastartování časné aktivity genů v raném embryu.
Ing. Tereza Žalmanová, PhD.,
Ing. Kristýna Hošková, PhD.,
Ing. Šárka Prokešová,
Ing. Kateřina Adámková,
KVD FAPPZ ČZU v Praze
Ing. Jan Nevoral, PhD.,
LF UK Plzeň
Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc.,
VÚŽV v. v. i.
Kompletní článek najdete v Našem chovu 3/2017
