Результаты показывают, что теория эволюции Ламарка, которую оттеснила теория эволюции Дарвина, возможно, не была совершенно неправильной. Результаты исследования появились в журнале Cell.
«В исследовании круглые черви с резистентностью к вирусу смогли передать особые иммунные характеристики своему потомству через многие поколения» — сообщил автор исследования Одед Речаве (Оded Rechavi), доцент и научный сотрудник отдела биохимии и молекулярной биофизики CUMC. «Иммунитет был передан в виде небольших вирус-подавляющих агентов — viРНК, которые работают независимо от генома организма.»
Руководитель исследования, профессор биохимии и молекулярной биофизики Медицинского института Говарда Хьюза, доктор Оливер Хоберт (Oliver Hobert) предполагал, что в наследование признаков может быть вовлечена РНК-интерференция (РНК-и). РНК-интерференция есть естественным процессом, который используется для подавления экспрессии конкретных генов. Она обычно активируется организмом для защиты от вирусных и других геномных «паразитов». РНК-и уничтожает мРНК, которые переносят закодированную в гене информацию на синтезирующую белок систему клетки. Фактически, при отсутствии мРНК ген является неактивным.
РНК-и запускаются двухспиральной РНК (дсРНК), которая не встречается в здоровых клетках. Когда молекулы дсРНК вирусов проникают в клетки, они разрезаются на мелкие фрагменты, которые направляют РНК-интерференцию на обнаружение мРНК, соответствующих генетической последовательности фрагментов. Система разрушает эти мРНК, по сути, уничтожая передаваемый блок информации и заставив замолчать соответствующий ген.
РНК-интерференция может быть активирована искусственно, путем введения экзогенной дсРНК. Интересно, что образующиеся вирус-подавляющие агенты встречаются не только у животных после лечения, но и у их потомства. Но не было до конца ясно, как возникает этот эффект: путем наследования РНК или изменения в геноме организма — или и того и другого.
Для глубокого изучения этих явлений исследователи CUMC использовали аскарид (C. elegans). Аскарида имеет необычную способность бороться с вирусами при помощи РНК-интерференции. В текущем исследовании круглых червей инфицировали вирусом Flock House (единственный известный вирус, способный инфицировать C. elegans), затем генетически модифицировали их таким образом, что у потомства не функционировала система РНК-интерференции. Когда потомство подвергалось воздействию вируса, оно могло защитить себя. «Мы изучили более чем сто поколений червей – это заняло почти год — эффект сохраняется до настоящего времени» — говорит доктор Речави.
Исследователи пришли к выводу, что способность противостоять вирусам «запоминалась» в виде небольших вирусных молекул РНК, которые в соматических клетках были переданы последующим поколениям.
Исследование показывает, что наследование может происходить совершенно новым способом: путем внехромосомной передачи информации. Этот подход привлекателен тем, что он обратим.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.