Американские ученые искусственно увеличили продолжительность жизни червя C. elegans и скрестили его с обычной особью. Потомство также получилось долгоживущим: эффект сохранялся до четырех поколений подряд. Оказалось, что изменения в клеточных органеллах лизосомах могут передаваться от родителей к потомкам с помощью особых белков-гистонов, воздействующих на эпигеном. В будущем это поможет объяснить влияние факторов, пережитых родителями, на здоровье детей. Исследование опубликовано в журнале Science.
Клеточные органеллы лизосомы — это центры переработки молекул и старых органелл в клетках. В последние годы стало известно, что они влияют также на экспрессию генов и выработку сигнальных молекул, связанных со старением. Похожую работу выполняет эпигеном — набор химических меток на ДНК и белках. Он управляет активностью генов, и именно его изменения помогают организму приспосабливаться к внешнему стрессу.
Американские ученые решили выяснить, как связаны лизосомы и эпигеном. Для этого они исследовали нематоду Caenorhabditis elegans, искусственно повысили экспрессию ферментов в лизосомах червя и заметили, что продолжительность его жизни выросла на 60%. Далее они провели стандартную лабораторную процедуру: скрестили таких червей с обычными особями без модификаций, чтобы убрать все внесенные изменения. Однако потомство оказалось долгоживущим: более того, эффект сохранялся даже у правнуков, до четырех поколений подряд.
Чтобы понять, как модификации передались по наследству, ученые проанализировали клетки с помощью генетических инструментов и транскриптомики. Оказалось, что изменения в лизосомах запускают в клетках цепочку реакций, которая повышает уровень белка-гистона. Эти гистоны переносились из обычных клеток в репродуктивные. Там они модифицировались и меняли эпигеном, за счет чего изменения, возникшие в теле родителя, передавались потомкам без изменения генетического кода.
В будущем открытие поможет объяснить, почему на здоровье детей влияют факторы, пережитые их родителями — например, психологический стресс, недоедание или воздействие загрязняющих веществ.
«Вы всегда думаете, что ваша наследственность находится в ядре, внутри клетки. Но теперь мы показываем, что гистон может перемещаться из одного места в другое, и если этот гистон претерпевает какие-либо изменения, это означает, что эпигенетическая информация передается из одной клетки в другую. Это действительно обеспечивает механизм для понимания перехода некоторых факторов от поколения к поколению», — рассказала Мэн Ванг, руководитель исследования из Медицинского института Говарда Хьюза, США.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
