Передача биологических признаков от одного поколения к другому обычно связывается с ДНК. Но могут ли некоторые изменения передаваться без изменения последовательности ДНК? Ученые из Женевского университета показали, что у нематод — круглых червей с длинным и тонким телом — временное изменение в регуляции генов может сохраняться на протяжении многих поколений, даже если потомки больше не несут генетический элемент, который первоначально вызвал это изменение. Эти результаты, опубликованные в журнале EMBO Journal, дают новое понимание механизмов, лежащих в основе эпигенетического наследования.
Каждая клетка организма содержит одну и ту же ДНК, которая несет все инструкции, необходимые для ее функционирования. Однако клетки используют не одни и те же гены: например, нервная клетка активирует не те же гены, что и мышечная клетка. Эпигенетика — это механизмы, позволяющие модулировать активность генов без изменения последовательности ДНК.
Эти механизмы включают, помимо прочего, тонкие и обратимые модификации белков, которые упаковывают и организуют ДНК. Они могут изменять организацию ДНК, но не ее содержимое, и влиять на доступность генов для клеточных белков. Некоторые из этих модификаций могут сохраняться при делении клеток и, в некоторых случаях, передаваться следующему поколению.
Такой тип наследования может представлять собой дополнительный механизм, позволяющий организмам реагировать и потенциально адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды.
Чтобы определить, как долго эпигенетические изменения могут сохраняться в нескольких поколениях, группа исследователей под руководством Флориана Штайнера, профессора кафедры молекулярной и клеточной биологии факультета естественных наук Женевского университета, изучила Caenorhabditis elegans. Этот крошечный червь стал важным модельным организмом в биологии благодаря многочисленным открытиям фундаментальных биологических механизмов, которые он позволил осуществить. Его быстрое размножение также позволяет легко отслеживать несколько поколений в лабораторных условиях.
Ученые сосредоточились на модификации гистонов — белков, вокруг которых обернута ДНК, — известной как H3K27me3. Эта эпигенетическая метка связана с подавлением определенных генов, то есть она помогает предотвратить их экспрессию. Исследователи временно нарушили распределение H3K27me3, заставив червей экспрессировать мутированную форму гистона H3.3. Первоначальное нарушение привело, помимо прочего, к снижению фертильности: с примерно 300 потомков от одного родителя до 100 или даже 50. Однако это не передавалось по наследству: потомки были генетически нормальными. Затем ученые проследили за регуляцией генов и фертильностью от одного поколения к другому.
«Удивительно, но мы обнаружили, что последствия не исчезли после устранения первоначального триггера. У потомков, которые были генетически нормальными, изменения в регуляции генов и дефекты фертильности сохранялись по меньшей мере в течение пятнадцати поколений!», — объясняют соавторы исследования Иса Оздемир и Франсуа-Ксавье Стуббе.
Затем ученые попытались понять, как эта информация может сохраняться так долго. Команда выявила два механизма, действующих последовательно. Первый необходим для установления нового эпигенетического состояния после первоначального нарушения. Второй затем позволяет поддерживать это состояние в разных поколениях. «Наши результаты показывают, что поддержание эпигенетического состояния зависит от последовательности специализированных механизмов, а не от одного единственного процесса», — объясняют Иса Оздемир и Франсуа-Ксавье Стюббе.
«Временное нарушение регуляции генов может оставить стойкий и передаваемый след, даже если генетическое изменение, первоначально вызвавшее это нарушение, исчезло у потомков. Этот тип наследования может представлять собой дополнительный механизм, позволяющий организмам реагировать и потенциально адаптироваться к меняющимся условиям окружающей среды», — заключает Флориан Штайнер.
Музыка удивительным образом помогает мозгу восстановиться после стресса
После тяжелого дня люди включают тихую фортепианную музыку или запись дождя, чтобы расслабиться. Трудно сказать, приносит ли музыка какую-либо пользу помимо успокаивающего эффекта дождя. Результаты исследования были опубликованы в журнале…
Попадая в кровь, микропластик может провоцировать образование вредных молекул
Похоже, что при контакте с кровью микропластик способствует образованию потенциально опасных молекул; считается, что это происходит благодаря большой площади поверхности частиц, облегчающей подобные реакции. Если этот процесс протекает в организме…
Обнаружена неожиданная связь анорексии с геном, отвечающим за накопление жира
Редкие мутации генов, отвечающих за метаболизм жировой ткани, встречались у пациентов с анорексией более чем в 3 раза чаще. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Psychiatry. В…
МО: за ночь над регионами России уничтожили 610 украинских БПЛА
Российские средства ПВО перехватили и уничтожили 610 украинских БПЛА над регионами РФ за ночь. Об этом сообщили в Минобороны России. "С 20:00 мск 16 октября текущего года до 08:00 мск…
Шуваев: в Белгородской области из-за атак ВСУ за сутки пострадали шесть человек
Шесть человек получили ранения в результате ударов ВСУ по территории Белгородской области за сутки, сообщил губернатор региона Александр Шуваев в "Максе". "В Шебекинском округе пострадали шесть человек. Двое из них…
ВСУ без крупнейших металлургических предприятий. Что известно об ударах ВС РФ по объектам на Украине
Вооруженные силы РФ нанесли массированный удар по металлургическим комбинатам, трансформаторному предприятию и объекту энергетики Украины в городах Кривой Рог, Запорожье и Житомир. Объекты использовались в интересах ВПК Украины и ВСУ.…
Выборы в Конгресс США ломают вековые политические традиции
Чуть больше двух недель остается до выборов в Конгресс США. Аналитики сходятся во мнении, что если в...
Ученые, возможно, приближаются к созданию надежных прогнозов землетрясений
В течение 11 лет ученые в Калифорнии протестировали более 50 000 прогнозов землетрясений, выявив, на...
Финляндия ограничила доступ к полученным из России документам до 9999 года. А они таки оптимисты!
Этот сайт использует файлы «cookie» с целью повышения удобства его использования. Во время посещения сайта вы соглашаетесь с тем, что мы обрабатываем ваши персональные данные с использованием сервиса «Яндекс. Метрика». Продолжая использовать сайт, вы соглашаетесь с Политикой конфиденциальности.
Зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
(Роскомнадзор). Реестровая запись от 07.06.2022 серия ЭЛ № ФС 77 – 83392. При использовании, полном или частичном
цитировании материалов planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с
точкой зрения редакции. На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии
предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей
сети "Интернет", находящихся на территории Российской Федерации)".