Methylphenidate exposure alters brain gene expression and induces transgenerational DNA methylation changes in <i>Poecilia reticulata</i> guppies
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Chronic exposure to stimulants is known to affect behavioral phenotypes and epigenetic profiles intergenerationally. We have previously shown that chronic methylphenidate hydrochloride (MPH) exposure in male guppies ( Poecilia reticulata ) induces persistent, paternally transmitted behavioral changes across multiple unexposed generations. Here, we investigated the underlying epigenetic signatures of this transgenerational behavioral inheritance. Building on our previous study, which used composite behavioral scores, we investigates the transgenerational inheritance patters of individual behaviors and found a robust, male-lineage–dependent increase in swimming across unexposed G2–G4 female offspring. Our molecular analysis showed that that chronic MPH exposure in G1 males alters brain gene expression, with 76 differentially expressed genes including genes with developmental and locomotory functions, and an over-representation of long non-coding RNAs. Furthermore, we found that unexposed G4 descendants from MPH-treated lineages exhibit widespread changes in brain DNA methylation, including genes related to developmental and swimming behavior. Interestingly, we found one lnRNA, LOC103476631, as both differentially expressed in G1 males and differentially methylated in G4 fish, providing a compelling candidate for ncRNA-directed DNA methylation as a mechanism for the observed transgenerational epigenetic inheritance of swimming behavior. Author Summary Drugs used to treat attention-deficit/hyperactivity disorder, such as methylphenidate, are widely prescribed to children and adolescents during key stages of brain development. We previously showed that exposing male guppies to a low, chronic dose of methylphenidate changed anxiety-like behavior not only in the treated fish but also in several generations of their unexposed descendants. In this study, we asked how such long-lasting behavioral effects might be recorded in the brain. We first confirmed that a simple measure of swimming behavior remains altered in descendants of treated males across multiple generations. We then examined brains from the directly exposed fathers and from great-grand-offspring that were never exposed to the drug. In fathers, we found changes in the activity of genes, including many long non-coding RNAs, a class of genes that has been linked to transgenerational inheritance. In great-grand-offspring, we found significantly altered DNA methylation profiles, an epigenetic mark that has also been associated with transgenerational inheritance. Together, our findings suggest that developmental exposure to a commonly used stimulant can leave a stable molecular ‘memory’ in the brain that persists across generations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».