Dziedziczenie pozagenetyczne może utrzymywać się do 14 pokoleń!

DNA jest kodem, w którym zapisana jest cała inżynieria naszego organizmu. Jednak środowisko również może wywierać wpływ na to, w jaki sposób instrukcja ta zostanie “wykonana”. Okazuje się, że środowiskowe zmiany, mogą być przekazane aż 14 kolejnym pokoleniom!

Najdłuższa linia dziedziczenia pozagenowego (epigenetycznego) została zaobserwowana w przypadku nicieni – niewielkich pasożytów zamieszkujących środowisko wodne. W eksperymencie wykorzystano zmodyfikowane genetycznie robaki, którym przypisano transgen powodujący bioluminescencję niektórych białek. Po aktywacji genu zmodyfikowane robaki świeciły w świetle ultrafioletowym.

Przenosząc robaki do cieplejszego otoczenia, rozbłyskiwały one mocniejszym światłem – gen stawał się w tych warunkach bardziej aktywny. Tropikalne wakacje nie trwały jednak zbyt długo. Po krótkim czasie robaki były przenoszone z powrotem do chłodniejszego środowiska, gdzie naukowcy obserwowali zachowanie fluorescencyjnego genu. Jak się okazało, w chłodniejszym środowisku robaki nadal mocno świeciły, co sugeruje, że zachowały one w swoim ciele “pamięć” o cieplejszy klimacie, przez co transgen pozostał nadal aktywny.

Co więcej, ta “pamięć” została przekazana na siedem kolejnych pokoleń jaskrawo żarzącego się potomstwa, z którego żaden osobnik nie doświadczył w życiu cieplejszych temperatur. Potomstwo odziedziczyło tę epigenetyczną zmianę poprzez jaja, jak i spermę.

W eksperymencie naukowcy posunęli się również o krok dalej – pięć kolejnych pokoleń nicieni trzymano w środowisku o wysokiej temperaturze, następnie urodzone w szóstym oraz następnym pokoleniu potomstwo trzymano w niższych temperaturach. Okazało się, że dużo wyższa aktywność transgenu utrzymywała się przez czternaście pokoleń.

To najdłuższy okres, jaki naukowcy kiedykolwiek zaobserwowali w przekazie zmiany pozagenetycznej spowodowane środowiskiem. Zazwyczaj utrzymują się one zaledwie przez kilka pokoleń.

„Nie wiemy dokładnie, dlaczego tak się dzieje, ale może to być forma biologicznego planowania przyszłości” mówi Adam Klosin z EMBO i Uniwersytetu Pompeu Fabra w Hiszpanii, kierujący badaniami.

„Robaki żyją bardzo krótko, więc być może przekazują dalej wspomnienia o przeszłych warunkach środowiskowych, aby pomóc swojemu potomstwu przewidzieć, jak ich przyszłość może wyglądać„ dodaje Tanya Vavouri, współpracowników z Instytutu Badań nad Białaczką Josepa Carrera w Hiszpanii.

Mimo wielu przykładów dziedziczenia epigenetycznego w świecie przyrody temat ten wciąż wzbudza gorące dyskusje w odniesieniu do ludzi. Eksperymenty na nicieniach przeprowadza się głównie ze względu na ich krótki okres życia, co pozwala uzyskać szybkie rezultaty (14 pokoleń obserwowano łącznie 50 dni). W przypadku badania tych zjawisk u ludzi największym problemem jest czas oraz trudność z dokładnością zapisu. Ostatnie eksperymenty sugerują jednak, że wydarzenia w naszym życiu mogą rzeczywiście wpłynąć na rozwój naszych dzieci, a może nawet wnuków – wszystko to bez zmiany DNA.

Przykładowo badania wykazały, że zarówno dzieci, jak i wnuki kobiet, które przeżyły holenderski głód w latach 1944-45, miały zwiększoną nietolerancję glukozy w wieku dorosłym.
Inni badacze odkryli, że potomkowie ocalonych z Holocaustu mają zmieniony poziomy kortyzolu, co może utrudniać powrót organizmu do normalnego funkcjonowania po przebytej traumie.

Ostatnie badanie na temat nicieni jest ważnym krokiem w kierunku lepszego zrozumienia własnego dziedzictwa epigenetycznego – zwłaszcza dlatego, że stanowi znakomitą demonstrację, jak długo mogą występować takie międzypokoleniowe efekty.

 

Źródło: Sciencemag