Нематоды оказались чемпионами по наследованию информации об окружающей среде — Naked Science
21.04.2017, 18:58
7 минут
Редакция

Нематоды оказались чемпионами по наследованию информации об окружающей среде

Информация о температуре среды, в которой жили предки, при определенных условиях сохраняется в генетической памяти потомков на протяжении 14 поколений.

1

Группа испанских ученых обнаружила, что информация об изменениях среды, в которой жили черви-нематоды Caenorhabditis elegans, сохраняется в генах их потомков на протяжении 14 поколений. На сегодняшний день это самый большой срок, когда-либо зафиксированный у животных. Авторы открытия опубликовали статью с результатами исследования в свежем номере журнала Science.

 

Подопытные нематоды из-за простоты разведения и быстрой смены поколений широко применяются в биологии для различных экспериментов. В их ДНК есть множество участков, транскрипция с которых заблокирована в обычных условиях, — так называемая «мусорная» ДНК. Однако ранее ученые заметили, что, например, при повышении температуры окружающей среды некоторые участки начинают экспрессироваться. Тогда в один из таких участков методами генной инженерии встроили длинную цепочку повторяющихся генов, кодирующих флуоресцентный белок, бесполезный для организма червей, но зато позволяющий легко отличить нематод, в которых он синтезируется, по свечению под ультрафиолетом.

 

Гены не экспрессировались при 20 градусах Цельсия, но перемещение подопытных в 25-градусную температуру значительно увеличивало выработку белка — под ультрафиолетом черви ярко светились. Последующее восстановление условий (понижение температуры) не приводило к возвращению первоначальной низкой активности генов. Более того, уровень активности трансгенного участка передавался потомству по наследству, что прослеживалось в течение, по крайней мере, семи последующих поколений, несмотря на то, что их предки испытали относительно кратковременное повышение температуры. Если же при повышенной температуре жили пять поколений червей, то высокий уровень активности трансгенов потом прослеживался у 14 поколений их потомства.

 

Ранее схожее явление отмечалось у целого ряда видов животных, включая людей, но срок его исчезновения везде был намного меньше.

 

Подопытная нематода светится при большом увеличении под ультрафиолетовым освещением. Действительная длина животного – около 2 мм

 

«Мы случайно обнаружили это явление, которое показывает, что, безусловно, можно передавать информацию об окружающей среде из поколения в поколение», — говорит доктор Бен Ленер (Ben Lehner), один из лидеров команды ученых. «Нематоды короткоживущие животные, поэтому, возможно, они передают потомкам информацию о прошлых условиях, чтобы помочь им приспособиться к окружающей среде в будущем», — добавляет соавтор исследования, доктор Таня Вавури (Tanya Vavouri).

 

Сравнивая участки ДНК, которые были менее активны, с теми, которые активизировались при более высокой температуре, Ленер и его команда обнаружили принципиальные различия в устройстве хроматина. При 20 градусах Цельсия заблокированные участки ДНК были связаны с триметилированными гистонами Н3. Однако при повышении температуры количество таким образом метилированных гистонов резко понижалось, разрешая транскрипцию генов на этих участках.

 

Схема строения особи Caenorhabditis elegans

 

Исследователи выяснили, что все дело в гистонметилтрансферазе SET-25, которая и «навешивает» метильные метки на гистоны. При повышении температуры до 25 градусов синтез фермента блокируется, и гистоны остаются непомеченными. Когда температура окружающей среды снова понижается, SET-25 начинает работать, но ей требуется очень много времени, чтобы вернуть все метки на свои места. Потому эффект экспрессии ранее «молчащих» генов у нематод сохраняется несколько поколений.

 

Эксперимент испанских ученых ясно показал, что у животных существует долговременная эпигенетическая память.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

10 ноября
17 минут
Редакция

Кто-то еще со школы записался в технари: «были хорошие оценки по математике», другие безнадежно махнули на себя рукой: «гуманитарий». Да только не все так просто – чистых гуманитариев и технарей в природе очень мало: всего 1­­–2%, тем более что определиться с этим не так легко, как кажется. Не говоря уже о том, что есть другие категории, например естественники.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

9 ноября
49 минут
Александр Березин

На Западе набирает обороты очередная инициатива по массовой посадке деревьев — TeamTrees. К ней присоединился даже Илон Маск, сменив свое имя в твиттере на Трилон Маск. Считается, что массовые посадки помогут в борьбе с глобальным потеплением. Как мы покажем ниже, на самом деле, все может быть ровно наоборот.

11 ноября
1 минута
Илья Ведмеденко

Разработанный компанией Otto Aviation самолет Celera 500L, по некоторым данным, совершил первый полет.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

Вчера, 10:29
4 минуты
Никита Шевцов

Ученые использовали современные методы анализа и создали тест, который может определить, принимал ли человек наркотики, даже после того, как он тщательно вымыл руки.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: