Бесплодная среда обитания для свиноматок оставляет отпечаток на свинье

Уппсальский университет

В новом исследовании исследователи из Уппсальского университета в Швеции вместе с коллегами из Университета Сан-Паулу в Бразилии изучили влияние, которое бесплодная среда обитания свиноматок оказывает на следующее поколение. Свиньи, участвовавшие в исследовании, были выращены в Бразилии и содержались в соответствии со стандартами разведения, принятыми в этой стране. Некомфортная и нестимулирующая среда обитания свиноматок привела к нескольким различным типам изменений в эпигеноме их потомства.

Во многих частях мира беременных свиноматок держат в бетонных стойлах. Это плохая среда для свиней, как с точки зрения комфорта, так и с точки зрения стимуляции. Поскольку окружающая среда вызывает у животных стресс, у многих свиней развивается повторяющееся или стереотипное поведение.

Повторяющееся поведение часто встречается у домашних животных, которым не хватает достаточно благоприятных условий жизни (например, лошадей, кур и собак), но оно также встречается и у людей. У людей, например, повторяющееся поведение может включать кусание ногтей, выдергивание волос или чрезмерное ковыряние или разрывание кожи.

В новом исследовании ученые изучили, как окружающая среда беременной свиноматки влияет на мозг ее потомства. Они также исследовали, влияет ли стереотипное поведение находящейся в стрессе свиноматки на мозг поросят.

Исследование проводилось в Бразилии, в нем приняли участие 30 свиноматок, все из которых содержались в бетонных стойлах (в соответствии с общепринятыми стандартами разведения в этой стране). На 90-й день беременности половину свиноматок перевели в обогащенную среду с ежедневной сменой сена. Остальным свиноматкам пришлось оставаться в том же бетонном стойле, где они жили прямо на полу. У некоторых, но не у всех, этих свиноматок развилось стереотипное поведение. После этого эпигенетический анализ был проведен у 18 поросят.

Эпигенетическое изменение — это изменение генома, которое не меняет генетический код. С другой стороны, эпигенетические модификации касаются того, какие гены включаются, а какие выключаются и когда. На эпигеном влияет внешняя среда, такая как пища, образ жизни и факторы окружающей среды.

Исследователям удалось увидеть эпигенетические изменения в мозге поросят, матерям которых пришлось находиться в самой бесплодной среде на протяжении всего периода беременности. Изменения были обнаружены в тех частях мозга, которые связаны с эмоциями, обучением, памятью и реакцией на стресс, таких как миндалевидное тело, гиппокамп и префронтальная кора. Результаты показали, что, хотя на эпигеном в гиппокампе и префронтальной коре в основном влияло окружение матери, эпигеном миндалевидного тела был наиболее тесно связан со стереотипным поведением свиноматки. Молекулярные пути и механизмы, связанные с эпигенетическими изменениями, вызванными материнской средой или стереотипным поведением в мозге поросят, также были разными: i) Материнская среда имеет отношение к влиянию на развитие нервного гребня в лобной коре поросят. Нервный гребень является важным сигнальным центром для развития мозга. Поли/деполимеризация микротрубочек в миндалевидном теле поросенка. Поли/деполимеризация микротрубочек влияет на фундаментальные процессы нейропластичности, такие как формирование памяти и обучение, особенно в дендритных шипиках.

«Эта статья показывает, как различные условия во время беременности у свиней, в данном случае плохая окружающая среда или стереотипное поведение, могут оказывать различное воздействие на разные области мозга во время развития потомства. Интересно, что эти эффекты, по-видимому, опосредованы эпигенетическим программированием», — объясняет Карлос Герреро-Босанья, старший преподаватель кафедры биологии организмов Уппсальского университета.

Это первое исследование, в котором изучаются нейроэпигенетические эффекты материнской наследственности у потомков свиней, а также первое исследование, в котором изучаются нейроэпигенетические эффекты материнского стереотипного поведения у любого млекопитающего.