Potomstwo robaków dziedziczy długowieczność nawet bez genów

Maleńkie robaki zamieszkujące glebę C. elegans , gdy otrzyma mutacje, które sprawiają, że żyją dłużej, przekazują tę cechę, nawet jeśli ich potomstwo nie dziedziczy mutacji przedłużających życie. Wyniki, opublikowane dzisiaj w Internecie w Natura , przedstawiają współczesną wersję dziedziczenia Lamarcka, w którym nabyte cechy można przekazać potomstwu bez zmian w kodzie genetycznym.

Znaki Matuzalema: Świecące regiony wykazują ślady chemiczne na genomie C. elegans identyczne jak u przodków z mutacjami wydłużającymi życie — nawet jeśli ten potomek nie ma mutacji.

Chociaż do przeprowadzenia pozostaje znacznie więcej badań, nowe badanie wskazuje na kuszącą możliwość, że gdyby babcia stosowała restrykcje kaloryczne – co wpływa na ekspresję genów zwiększających długowieczność – jej potomkowie mogliby czerpać z tego korzyści.

Dziedziczenie następuje poprzez epigenetykę: zmiany nie w sekwencji kodującej DNA (te wszechobecne A, T, C i G), ale w zmianach chemicznych, które wpływają na ekspresję genów. Jedna z takich zmian dotyczy histonów, białek, które działają jak szpule dla długich nici DNA komórki. Niektóre z najbardziej znanych genów długowieczności, należące do rodziny Sir2, wytwarzają białka, które zmieniają histony.

Ostatni rok, Anna Brunet Stanforda i współpracowników poinformowali, że inny kompleks białkowy, zwany ASH-2, również zmienia histony w C. elegans , rekonfigurację kompleksu histon-DNA do stanu otwartego, który promuje ekspresję genów. Niedobory ASH-2 wydłużają żywotność robaka nawet o 30 procent.

Brunet mówi, że jest to prawdopodobne, ponieważ bez tego białka DNA ma zamkniętą konfigurację i jest mniej dostępne dla maszynerii komórkowej, która umożliwia ekspresję genów. Geny starzejące się mogą nie być tak [wysoce] ekspresjonowane, co może pomóc w przedłużeniu życia, mówi.

W nowej pracy doktorantka Bruneta, Eric Greer zablokował trzy kluczowe białka tworzące kompleks ASH-2 poprzez mutację ich genów. Zgodnie z oczekiwaniami robaki żyły dłużej – zazwyczaj o dodatkowe siedem dni poza okresem życia w laboratorium wynoszącym 20. Następnie Greer krzyżował zmutowane robaki z normalnymi robakami, aż ich potomkowie nie mieli już mutacji. Niemniej jednak potomstwo nadal żyło dłużej, podobnie jak jego potomkowie: chociaż ich geny kluczowych białek były normalne, epigenetyczna pamięć długowieczności utrzymywała się. W rezultacie ich DNA zostało ciasno zwinięte, a ich podejrzewane geny starzenia zostały odsunięte na bok.

Dziedziczenie epigenetyczne międzypokoleniowe jest obszarem wielu kontrowersji, mówi Emma Whitelaw, naukowiec z Uniwersytetu w Adelajdzie, który nie był zaangażowany w badania. Badanie to pobudzi naukowców pracujących z innymi organizmami modelowymi do poważniejszego potraktowania pojęcia międzypokoleniowego dziedziczenia epigenetycznego.

Nie jest jeszcze jasne, jak szeroko będą miały zastosowanie ustalenia dotyczące długowieczności. Lubić C. elegans , zwierzęta od drożdży po ludzi mają wersję ASH-2. Jednak większość badań nad starzeniem się bezkręgowców nie została jeszcze powtórzona na bardziej złożonych zwierzętach.

To nie pierwszy raz, kiedy naukowcy wykazali, że nabyta cecha może być przekazywana z pokolenia na pokolenie, jak postulował dwa wieki temu Jean-Baptiste Lamarck. A Badanie z 2003 r. wykazali, że kiedy samica myszy spożywa pokarmy metylujące DNA, wpływa to na kolor futra jej potomstwa i inne cechy. A papier z 2010 r. odkryli, że kiedy samce myszy spożywały dietę wysokotłuszczową, ich córki były grubsze i powodowały cukrzycę typu 2. Inne papier z 2010 r. odkryli, że zmiana metabolizmu cholesterolu u samców myszy poprzez dietę zmieniła cholesterol i lipidy ich potomstwa. W każdym przypadku nie były zaangażowane żadne mutacje DNA – tylko cecha, którą nabył i przekazał rodzic. Whitelaw nazywa to molekularną pamięcią doświadczenia rodzica.

ukryć