Китайские ученые выяснили, что большие панды, которых из-за наличия ряда анатомических особенностей, таких как короткий кишечник и характерная зубная формула, принято относить к хищникам, могут переваривать и усваивать бамбук благодаря растительным микроРНК, которые попадают в кровоток животных и регулируют их гены, помогая адаптироваться к вегетарианской диете. Открытие предоставляет новые возможности для изучения взаимодействия между эволюционно далекими друг от друга группами живых организмов на уровне генетической информации. Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Veterinary Science.
Большая панда (Ailuropoda melanoleuca) относится к отряду хищных, однако около 99% ее рациона составляет бамбук. Этот факт давно интересует ученых, ведь пищеварительная система панды больше напоминает таковую у плотоядных, а не травоядных. Ранее предполагалось, что их переход к растительной пище объясняется особенностями кишечной микрофлоры и эволюционными изменениями в метаболизме. Однако новое исследование показывает, что важную роль играет не только анатомия и физиология, но и молекулы, содержащиеся в самих растениях. МикроРНК (miRNA) — это небольшие некодирующие молекулы РНК, регулирующие экспрессию генов. Оказывается, они могут передаваться между представителями разных царств, влияя на работу генов животных.
В ходе исследования ученые анализировали образцы крови семи панд разного возраста и пола, а также состав микроРНК в трех разных частях бамбука — листьях, стеблях и молодых побегах. С помощью метода секвенирования малых РНК авторы исследования выявили 57 видов растительных микроРНК в крови панд, что свидетельствует об их попадании в организм через пищу. Проведя анализ, ученые установили, что эти молекулы регулируют гены, связанные с пищеварением, обонянием, вкусовым восприятием и нейротрансмиттерными путями, такими как метаболизм дофамина. Таким образом, потребление бамбука не просто снабжает организм панды энергией, но и в значительной степени перепрограммирует его на растительную диету.
Исследователи доказали, что молекулы микроРНК, поступающие с пищей, могут влиять на работу генов у панд. В частности, они помогают регулировать чувствительность к определенному вкусу, позволяя животным лучше различать питательные и свежие части растений. «МикроРНК в бамбуке регулируют восприятие запаха, вкуса и пути передачи дофамина у больших панд, что связано с их пищевыми привычками», — объясняет Фэн Ли, один из авторов исследования из Китайского Западного Педагогического Университета. Кроме того, ученые обнаружили, что разные группы панд (по возрасту и полу) имеют различные профили микроРНК, что может быть связано с различиями в потребностях организма на разных этапах жизни.
Это открытие выходит за рамки изучения панд и открывает большие перспективы в том числе и в области медицины и нутрициологии. Исследователи полагают, что растительные микроРНК могут оказывать влияние и на другие виды животных, включая человека. Возможно, они участвуют в регуляции иммунитета, адаптации к различным типам пищи и даже в формировании вкусовых предпочтений. Однако для окончательных выводов необходимы дополнительные исследования. «Большая панда — национальное достояние нашей страны, и получить ее образцы крови непросто. В будущем мы надеемся изучить молодых панд, которые еще не пробовали бамбук, и, возможно, получить еще более удивительные результаты», — отмечает Фэн Ли.
Автор: Богдан Скиба.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
