Увлекательное исследование, проведенное международной группой ученых, недавно показало, что на отличительные черты лица человека может существенно влиять диетический выбор матери во время беременности, в частности, потребление продуктов, богатых белком.
Это исследование предполагает, что разнообразие внешности человека, в том числе формы черепа и носовых хрящей, можно проследить еще в утробе матери, где гены активируются факторами питания.
Развитие черепно-лицевых скелетных структур
«Развитие черепно-лицевых скелетных структур чрезвычайно сложно, и выяснение лежащих в его основе механизмов не только обеспечит новые научные открытия, но и поможет разработать более эффективные клинические подходы к лечению и/или профилактике многочисленных врожденных черепно-лицевых пороков развития», — пишут исследователи.
«С этой целью мы провели полногеномный анализ транскрипции РНК из некодирующих регуляторных элементов путем CAGE-секвенирования лицевой мезенхимы эмбрионов человека и перекрестно проверили идентифицированные таким образом активные энхансеры против генов, идентифицированных с помощью GWAS для нормальных диапазон человеческого лица».
Формирование черт лица во время эмбрионального развития
Эксперты изучили, как комплекс генов, известный как mTORC1, играет ключевую роль в формировании черт лица во время эмбрионального развития. Анализы показали, что диета с высоким содержанием белка во время беременности может повысить активность генов mTORC1, тем самым «тонко настраивая» черты лица ребенка.
Это может влиять на различные аспекты внешности ребенка, такие как длина и ширина носа, форма щек и выступающая линия подбородка.
Заметные различия между братьями и сестрами
Хотя понятно, что основные черты человеческого лица унаследованы от родителей, между братьями и сестрами и даже между однояйцевыми близнецами часто наблюдаются заметные различия.
Эти тонкие различия уже давно заинтриговали ученых, и нынешнее исследование предлагает новые идеи, предполагающие, что диета матери играет решающую роль в определении этих уникальных черт лица.
Спектр черт лица
«Мы обнаружили, что модуляция уровня белка в рационе матери регулирует активность mTORC1, что приводит к тонким, но отчетливым изменениям в черепно-лицевой форме эмбрионов», — объяснили исследователи.
Эта модуляция приводит к появлению «спектра» черт лица, указывая на тонкое взаимодействие между диетой, генетикой и эмбриональным развитием.
Диета с высоким содержанием белка связана с более выраженными чертами лица
В экспериментах с беременными мышами и рыбами было замечено, что изменения в рационе матерей изменяют передачу сигналов mTORC1 в утробе матери, что впоследствии влияет на черты лица их потомства.
В частности, диета с высоким содержанием белка была связана с более выраженными чертами лица, такими как увеличение челюстей и утолщение носовых хрящей, тогда как более низкое потребление белка приводило к более стройным и заостренным чертам лица.
Адаптивные преимущества для потомства
Это диетическое влияние на развитие лица может дать потомству определенные адаптивные преимущества, в зависимости от условий окружающей среды. Например, у некоторых видов рыб потомство, рожденное от матерей, находящихся на диете с низким содержанием питательных веществ, как правило, имеет более длинные и тонкие носы – признак, который может быть выгодным в средах, где еды не хватает, помогая в поисках пищи.
«Ключевым аспектом большинства социальных коммуникаций между людьми является распознавание лиц 1. Соответственно, врожденные черепно-лицевые пороки развития, в том числе расщелина неба, краниосиностоз и черепно-лицевая гипоплазия скелета, которые в совокупности составляют более трети всех врожденных пороков развития, могут оказывать глубокое влияние на социальные взаимодействия», — пишут авторы исследования.
«С эволюционной точки зрения, висцерокраниум содержит жизненно важные структуры, такие как аппарат для питания, и поддерживает органы чувств. Его точная скульптура и наследуемая воспроизводимость имеют однозначное значение для выживания».
Последствия исследования и ценные выводы
Значение этого исследования выходит за рамки научного любопытства относительно того, почему мы выглядим именно так, предполагая, что питание матери может иметь долгосрочные последствия для потомства, потенциально адаптированные к условиям окружающей среды.
«Подводя итог, мы продемонстрировали здесь, что путь mTORC1 модулирует эмбриональное формирование черепно-лицевых элементов скелета на стадии хондрогенных конденсаций с последующей тонкой настройкой во время интеркаляции хондро-предшественников», — пишут авторы исследования.
«Кроме того, мы предоставляем доказательства влияния потребления белка матерью во время беременности на формирование черепно-лицевого хряща плода».
«Эти результаты дают важное представление о механизмах, лежащих в основе черепно-лицевого формирования и, возможно, фенотипической пластичности этого процесса, а также, кроме того, помогают выяснить роль материального пищевого белка во время беременности в этом контексте».
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
