Эпигенетика

В популяциях дикого редиса (Raphanus sativus) встречаются белые, желтые, фиолетовые и бронзовые цветки. В недавнем исследовании показано, что виды-вредители, поедающие листья растений, способствуют поддержанию разнообразия окраски цветков редиса: потомки растений, подвергшихся в эксперименте атаке гусениц, чаще формируют фиолетовые цветки, содержащие пигменты антоцианы.

Эпигенетическое наследование — наследование приобретенных признаков, то есть фенотипических изменений, которые обусловлены не мутациями генов, а изменением их активности. Описанных случаев такого наследования у самых разных организмов уже много. Ученые из США отследили его механизм у нематод Caenorhabditis elegans до мельчайших деталей, доказав, что активность генов может наследоваться через связанные с ДНК молекулы модифицированных гистонов.

Несмотря на постоянное совершенствование программ по восполнению численности диких популяций лосося, рыбы, выращенные в неволе, остаются менее приспособленным к жизни в океане, чем дикие. В новом исследовании показано, что одна из основных причин этого — эпигенетические изменения. Искусственные условия на ранних стадиях приводят к снижению активности генов, работа которых необходима для адаптации к океанической воде, правильного функционирования мускулатуры и т. д.

Улитки большие прудовики, которые появились на свет осенью или зимой, большую часть времени проводят в поисках пищи и не склонны к далеким перемещениям. Улитки, которые вышли из яиц весной или летом, активно расселяются, прикрепляясь к подвижным объектам, и много двигаются. Такая разница в поведении вызвана сезонными колебаниями содержания серотонина в матке прудовика-родителя.

Итальянские ученые трансплантировали мышам клетки меланомы человека со встроенным геном зеленого флуоресцирующего белка. Через 45 дней молекулы РНК чужеродного гена обнаружились не только в крови подопытных животных, но и в их сперматозоидах. Таким образом, было впервые наглядно продемонстрировано, что — как и предполагал Чарльз Дарвин в своей теории геммул и пангенезиса и вопреки теории о так называемом вейсмановском барьере — генетическая информация действительно может быть передана из соматических клеток в половые, по крайней мере в форме РНК.

Активное/неактивное состояние генов в клетке обеспечивается химическими модификациями (метками) ДНК. До сих пор была распространена гипотеза, что сразу после оплодотворения все метки с родительской ДНК снимаются, чтобы дать возможность эмбриону развиваться в разных направлениях. Оказывается, у рыбок Danio rerio модификации ДНК эмбриона идентичны таковым в сперматозоиде. Таким образом, по крайней мере в эмбриональном развитии, рыбки наследуют модификации ДНК от отца.