Дикі дослідження показують, що черв’яки діляться спогадами з іншими шляхом обміну РНК

C. elegans (синій) і бактерії (жовтий) (HeitiPaves/iStock/Getty Images)

Жахливий напад харчового отруєння — це незабутня подія. Зазвичай досліджувана мікроскопічна нематода Caenorhabditis elegans не тільки гарантує, що він запам’ятовує, він генетично закладає в своїх дітей загрозу поганої їжі, щоб змусити їх також триматися осторонь.

А якщо через якесь нещастя один із цих хробаків усе-таки вилетить черевом догори? Попередження, закодоване в РНК, може витекти з їх тіла, що розпадається, потенційно бути підхопленим будь-яким представником виду.

Цей чудовий засіб передачі пам’яті був помічений дослідниками з лабораторії Мерфі Прінстонського університету в США в рамках серії досліджень успадкованої поведінки нематод.



Завдяки існуванню а досить жорсткий бар'єр між статевими клітинами, які дають початок новому поколінню, і клітинами власного тіла батьків, колись вважалося, що події, що впливають на фізіологію батьків, не можуть відобразитися на їхніх нащадках.

Цей вид вийшов з вікна з відкриттями екологічних стресів у тварин, як C. elegans змінюючи спосіб увімкнення генів не лише у їхніх нащадків, але й у власних дітей їхніх нащадків… і так далі протягом поколінь.

Це теж не просто хробаки. Гени в потомство плодових мушок і навіть миші можуть бути налаштовані сигналами в середовищі їхніх батьків, ефективно змінюючи біологічні функції майбутніх поколінь.

Минулого року , дослідники з лабораторії молекулярного біолога Колін Мерфі опублікували свої висновки C. elegans реакції на споживання бактерії синьогнійна паличка – привабливе джерело їжі, яке швидко стає неприємним у їхній травній системі.

Команда виявила, що хробаки поглинали ланцюги РНК зі своєї токсичної їжі через свій кишечник, серед яких була ділянка некодуючої РНК під назвою P11.

Було виявлено, що ця частина нуклеїнової кислоти зв’язується з відповідним кодом у геномі хробака – геном під назвою maco-1 – який, як уже відомо, відіграє роль у сенсорному сприйнятті. В результаті хробак «вчиться» триматися подалі від P. aeruginosa в майбутньому.

Дивовижно, але ця поведінкова зміна також впливає на нащадків материнського хробака, навчаючи принаймні наступні чотири покоління також уникати цієї мікробної їжі.

Цей останній експеримент демонструє, що генетична пам’ять не є суто сімейною справою, маючи докази того, що вона може передаватись від хробака до хробака.

На жаль, спочатку вчителя треба розтерти.

«Ми виявили, що один черв’як може навчитися уникати цієї патогенної бактерії, і якщо ми подрібнимо цього черв’яка або навіть просто використаємо середовище, в якому плавають черв’яки, і дамо це середовище або подрібнений лізат черв’яків наївним черв’якам, ці черв’яки зараз «навчіться» також уникати патогену, говорить Мерфі.

Дослідження нематод, нездатних навчитися цьому трюку уникнення, показали, що, незважаючи на встановлену роль maco-1 в уникненні P. aeruginosa , лише наявність гена не може пояснити, чому ця поведінка була успадкована. Дещо інше відбувалося.

Тож команда вирушила на пошуки інших факторів, що стоять за химерною неврологічною адаптацією.

(Лабораторія Мерфі)

Головним підозрюваним був мандрівний «стрибаючий» ген під назвою Cer1, про який уже відомо, що він має правильні характеристики для переходу від однієї частини геному до іншої, як вірус .

«Ми виявили, що ретротранспозон під назвою Cer1, який утворює вірусоподібні частинки, здається, переносить пам’ять не лише між тканинами (від зародкової лінії хробака до його нейронів), але й між окремими людьми», говорить Мерфі. Черв'яки, у яких від природи був відсутній Cer1 або був відредагований, просто не могли встояти перед тим, щоб покусати P. aeruginosa .

Весь цей досвід навчання не позбавлений ризиків. Стрибаюча поведінка ретротранспозона також може завдати шкоди, оскільки він вставляється в частини геному тварини, що свідчить про те, що його вартість має бути корисною.

Якими б захоплюючими вони нині не були, натяки на те, що досвід, який змінює поведінку, можна успадкувати, викликали б напрочуд суперечки півстоліття тому, коли американський зоопсихолог Джеймс В. Макконнелл прославився – і знеславився – через припущення, що плоскі черви можуть успадкувати спогади споживаючи інших, більш освічених плоских хробаків.

Розділ Макконнелла в історії біології з тих пір вплинув на дебати про проникність цього бар’єру між батьками та дитиною та про те, чи може досвід одного покоління зі світом безпосередньо впливати на те, як до нього ставиться наступне.

Ступінь, до якої це може статися у людей, ще досліджується, але є спокусливі ознаки ми теж не звільнені.

Це дослідження було опубліковано в Стільниковий .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.