Биологи показали, как происходит «обмен опытом» у червей

Круглые черви Caenorhabditis elegans — одни из самых популярных модельных организмов. Особенно часто их используют для исследований нервной системы, биологии развития и старения. Казалось бы, эти нематоды изучены вдоль и поперек, однако время от времени они удивляют ученых неожиданными способностями. Достаточно вспомнить, что C. elegans каким-то образом различают цвета, несмотря на отсутствие глаз.

Известны они и способностью передавать «воспоминания» по наследству. Несколько лет назад группа профессора Принстонского университета Колина Мерфи (Coleen Murphy) показала, что после встречи с токсичными для нематод бактериями Pseudomonas aeruginosa у них возникает реакция избегания, передающаяся потомству. Происходит это через малые РНК бактерий, которые, попадая в организм нематоды, влияют на эпигенетические маркеры в половых клетках.

В своей новой работе команда Колина Мерфи показала, что аналогичная передача опыта встречи с P. aeroginosa возможна и горизонтально — от одной взрослой нематоды к другой. Об этом биологи пишут в статье, опубликованной в журнале Cell. «Мы обнаружили, что если червь обучился избегать этих патогенных бактерий и если мы его измельчим или просто используем ту же среду, где он плавал, предоставив другому, “наивному” червю, он тоже “научится” избеганию патогена», — рассказал профессор Мерфи.

Все это означает, что для передачи опыта используются некие химические вещества, которые выделяет «обученная» нематода и воспринимает «наивная». Действительно, ученые определили сигнальную молекулу: ею оказалась РНК в форме ретротранспозона Cer1 — вирусоподобной частицы, содержащей «свободный», подвижный генетический материал.

Именно Cer1 влияет на нейроны нематоды, вызывая избегание P. aeroginosa. И если искусственно «отключить» его, животные не обучаются этой реакции. Однако обученные C. elegans выделяют ретротранспозон Cer1 и в окружающую среду, передавая информацию об опасности соседним нематодам.