I medici hanno a lungo sottolineato l'importanza di una buona alimentazione per le future mamme.

Ora i biologi dell'Università di Cincinnati affermano che la dieta del padre potrebbe svolgere un ruolo simile nella salute di un bambino.

I professori di biologia della UC Michal Polak e Joshua Benoit hanno manipolato la nutrizione dei moscerini della frutta maschi e hanno osservato una forte correlazione tra una dieta povera e una scarsa sopravvivenza tra la loro prole. Lo studio è stato pubblicato questa settimana sulla rivista Atti della Royal Society B .

"Siamo rimasti davvero sorpresi, " Polak ha detto. "In molte specie, le mamme si occupano molto. Quindi ci aspettiamo che la dieta materna abbia un effetto sulla prole a causa di questo forte legame. Ma è stata una vera sorpresa trovare un legame tra la dieta paterna e la prole".

UC ha collaborato allo studio con ricercatori dell'Università dell'Australia occidentale e del Charles Perkins Centre dell'Università di Sydney.

Tutti sanno che un padre è responsabile della metà dei geni della sua prole. Ma lo studio UC arriva in un momento in cui i ricercatori stanno imparando di più su altre influenze che i padri hanno sulla salute della loro prole che non sono necessariamente codificate all'interno dei geni, un concetto chiamato epigenetica. Queste influenze includono effetti ambientali diretti come l'esposizione a tossine che possono essere trasmesse dal padre alla prole attraverso il plasma seminale.

L'epigenetica è il modo in cui le cellule leggono i geni, rendendo alcuni dormienti e altri attivi. I segnali ambientali possono attivare o disattivare determinati geni. E queste modificazioni epigenetiche, pure, può essere ereditato.

Per esempio, uno studio australiano nel 2016 ha scoperto che i topi maschi che vivevano con l'equivalente di una dieta fast-food avevano maggiori probabilità di avere figli diabetici anche se le figlie rimanevano inalterate. Se questi tratti fossero codificati nel DNA del padre, sia i figli che le figlie vedrebbero effetti sulla salute simili.

"I cambiamenti epigenetici sono visti nella genetica delle popolazioni come meno durevoli delle mutazioni reali nel codice genetico o nella molecola del DNA, " Polak ha detto. "Se è un dominante, mutazione deleteria, potrebbe essere rapidamente eliminato da un pool genetico per selezione. Ma se è selezionato positivamente, quindi potrebbe spazzare il pool genetico e aumentare di frequenza fino a quando non si fissa".

La ricerca sui moscerini della frutta ha vinto sei premi Nobel, compreso il vincitore di quest'anno in fisiologia o medicina. L'ultimo studio del Premio Nobel ha esaminato come i geni controllano gli orologi corporei o i ritmi circadiani, che può aiutare a spiegare perché alcune persone hanno problemi cronici a dormire.

"Sono molto contento per il campo. Sono molto contento per la mosca della frutta, "Il co-vincitore Michael Rosbash ha dichiarato all'Associated Press.

I moscerini della frutta si trovano in tutto il mondo. Benoit di UC li ha persino visti ronzare all'interno di una stazione di ricerca in Antartide, dove probabilmente si riponevano in provviste di cibo importate dal Cile.

Le mosche divennero soggetti di studio popolari all'inizio del 1900, quando i biologi iniziarono a svelare come funzionava l'ereditarietà genetica. I libri di biologia delle scuole superiori usano ancora il colore degli occhi del moscerino della frutta per illustrare il concetto.

Oggi, gli scienziati studiano regolarmente i moscerini della frutta perché condividono il 60 percento dei nostri geni e oltre il 75 percento dei geni della nostra malattia. I genetisti hanno mappato il loro intero genoma. Più di 150 anni di studio hanno reso questa piccola mosca senza pretese un buon sistema modello, ha detto Polak.

"È quasi arbitrario il motivo per cui sono stati scelti i moscerini della frutta, " ha detto Polak. "E 'diventato il cavallo di battaglia in quei laboratori originali."

Benoit ha detto che le mosche sono un soggetto di prova pratico ed economico.

"Si riproducono rapidamente. Puoi allevarne qualche centinaio in uno solo di questi vasetti. Puoi avere migliaia di moscerini della frutta nello stesso spazio in cui potresti ospitare sei topi, " Benoit ha detto. "È un ottimo sistema su cui lavorare. Ecco perché a così tante domande è stata data risposta su di loro".

Per lo studio UC, Polak ha isolato femmine e maschi della specie di mosca della frutta Drosophila melanogaster, che è famoso per i suoi enormi occhi rossi e l'elevata capacità riproduttiva. Una singola mosca può deporre 50 uova al giorno o fino a 2, 000 uova nella sua breve vita di due mesi.

I ricercatori della UC hanno nutrito le femmine con la stessa dieta. Ma hanno nutrito i maschi con 30 diverse diete di lievito e zuccheri. Le mosche potevano mangiare tutto quello che volevano dalla miscela di agar sul fondo dei loro becher di vetro, ma la qualità del cibo variava notevolmente da basse ad alte concentrazioni di proteine, carboidrati e calorie.

È importante sottolineare che nessuna delle mosche è morta di fame. Ciò ha assicurato che l'esperimento non eliminasse inavvertitamente i maschi più deboli e meno robusti, ha detto Polak.

Dopo 17 giorni di dieta rigorosa, i maschi sono stati accoppiati individualmente e consecutivamente con due femmine, che ricevettero tutti la stessa dieta di farina di mais lievitata. Controllando la dieta e l'età della femmina accoppiata, i ricercatori hanno cercato di limitare la variazione delle condizioni materne per lo studio.

E accoppiando i maschi consecutivamente, i ricercatori hanno voluto conoscere l'effetto dell'ordine di accoppiamento maschile e quale ruolo ha avuto la dieta nel modificare l'eiaculato del maschio.

Dopo il primo accoppiamento, il maschio fu accoppiato 15 minuti dopo con una seconda femmina. in seguito, the females were placed in isolated breeding vials filled with grape agar suitable for laying eggs. Dopo 24 ore, researchers counted their eggs.

After another 24-hour incubation period, the eggs were examined under a microscope to determine how many hatched or contained viable embryos. Unfertilized eggs were removed from consideration. After the first count, researchers waited another 24 hours to give potentially unviable eggs time to develop or hatch but none did.

Polak and Benoit found that embryos from the second mating were more likely to survive as their fathers' diets improved in nutrition. These effects were less apparent in the first mating. Allo stesso modo, embryo mortality was highest for offspring of males that fed on a high-carbohydrate, low-protein diet.

Researchers also found a connection between the male's body condition and his offspring's mortality. Males with lower energy reserves (measured in whole-body fatty acids, glucose and protein) were more likely to have fewer surviving offspring.

Females laid roughly the same number of eggs regardless of the male's diet or mating frequency. But the study suggested that something important in the male's ejaculate was lost between the first and second pairings.

"The second copulation is where the effects of diet really became stronger, " Polak said. "Emaciated males in poor condition produced embryos with a higher rate of mortality. But only in the second copulation."

Polak's study also found a slightly higher incidence of embryo mortality associated with male flies in the first mating that were fed the highest-calorie diet.

"There have been a fair number of studies that suggest male nutrition does affect reproductive capacity, " Benoit said. "But the reduction in viability was a lot smaller than what we saw in the low-quality diet or may have been masked since only a single mating was assessed."

Polak said the study raises questions about how nutrition might affect successive generations. A 2002 Swedish population study found a correlation between 9-year-old children who had ample access to food and higher rates of diabetes and heart disease among their grandchildren. Nel frattempo, children who faced privation from famine at the same age had children and grandchildren with less incidences of heart disease and diabetes.

Now Benoit and Polak are turning their attention to a new study examining the genetic and epigenetic responses of fruit flies that are stressed by parasitic mites.

"The seminal fluid does have a protective role to play for the embryo. You definitely have implications for embryo health and viability. But that's another chapter, " Polak said.

The researchers also are interested in testing whether parasitic infection could change the quality of male seminal plasma, possibly exerting effects on the embryo as they observed in the diet study.

After spending most of his academic career studying them, Polak has respect for the lowly fruit fly.

"You get a special sort of appreciation for them when you see them in your kitchen courting on a piece of fruit, " he said. "You know a lot about them - and maybe you're a little less likely to swat them."