Ученые открыли механизм передачи памяти между людьми у C. Elegans


Когда организм сталкивается с угрозой в окружающей среде, ему выгодно предупредить других об опасности. Микроскопический аскарид C. elegans регулярно сталкивается с опасностями в окружающей среде, такими как патогенные бактерии P. aeruginosa, который кажется привлекательным источником пищи, но может вызвать тошноту от глистов, если его съесть. C. elegans не приспособлен, чтобы выкрикивать предупреждения, как это сделал бы человек, но новая работа исследователей из лаборатории принстонского исследователя Колин Мерфи показывает, что черви, которые сталкиваются с P. aeruginosa может помочь другим избежать опасности и определяет важную часть механизма, с помощью которого это делается.

В более ранней работе лаборатория Мерфи обнаружила, что материнские черви, которые болеют P. aeruginosa научитесь избегать бактерий, и что они могут внушить это поведение избегания своему потомству в течение следующих четырех поколений. Мать червей, которые поели P. aeruginosa абсорбируют бактериальную малую РНК, называемую P11, через свой кишечник, что вызывает сигнал в репродуктивных клетках зародышевой линии червя, который затем передается нейрону, контролирующему поведение. Впоследствии новое поведение передается будущему потомству через изменения, внесенные в зародышевой линии. В своей новой статье соавторы Ребекка Мур, Рэйчел Калецки, Чен Лесник и их коллеги показывают, что поведение избегания также может передаваться от дрессированных червей к другим, наивным взрослым червям.

«Мы обнаружили, что один червь может научиться избегать этой патогенной бактерии, и если мы измельчим этого червя или даже просто воспользуемся средой, в которой плавают черви, и передадим эту среду или лизат измельченного червя наивным червям, эти черви теперь «научитесь» избегать патогена », – объясняет Мерфи.

Это открытие предполагает, что черви выделяют некий сигнал, который при подхвате другими червями может изменить их поведение. Интересно, что потомство червей, «обученное» получению этого сигнала, также избегает патогенных P. aeruginosa для следующих четырех поколений. Это говорит о том, что секретируемый сигнал запускает тот же путь обучения у червей-реципиентов, что и у червей, подвергшихся прямому воздействию патогена. Группа Мерфи стремилась идентифицировать секретный сигнал.


«Мы обнаружили, что ретротранспозон Cer1, который формирует вирусоподобные частицы, по-видимому, переносит память не только между тканями (от зародышевой линии червя до его нейронов), но и между людьми», – говорит Мерфи.

Ретротранспозон – это генетический элемент, похожий на вирус, который внедрился в ДНК животного-хозяина. Исследователи обнаружили, что Cer1 присутствует в ДНК клеток зародышевой линии червей, и что материнские черви, у которых ретротранспозон был разрушен интерференцией РНК, не могли научиться избегать P. aeruginosa через воздействие P11, передать потомству поведение избегания или обучить ближайших червей. Кроме того, взрослым червям-реципиентам необходимы Cer1 присутствовать в их геноме, чтобы научиться избегать патогена. Авторы обнаружили, что два штамма диких червей, у которых от природы отсутствуют Cer1 неспособны делать эти вещи, предполагая, что у этих штаммов Cer1 необходим для установления, передачи и получения этого поведения избегания.

“Мы думаем, что Cer1 может дать червям преимущество в их борьбе с болезнетворными микроорганизмами, даже если они приобретают Cer1 в его геноме может быть вредным для червя в непатогенных условиях », – говорит Мерфи.

«Выводы Мерфи и др. Носят провокационный характер», – говорит Крейг Мелло, профессор молекулярной медицины Массачусетского университета и один из первооткрывателей РНК-интерференции. «Это еще один интригующий эпизод в растущем числе исследований, в которых говорится, что системные сигналы РНК влияют на трансгенеративное поведение, и если это исследование верно, то теперь даже в горизонтальном направлении».

Хотя другие исследования показали, что такие животные, как морской слизняк Aplysia, способны передавать между людьми, работа Мура, Калецкого, Лесника и его коллег – первая, предлагающая механизм, с помощью которого такая передача может происходить в природе. Однако это исследование также поднимает ряд актуальных вопросов. Например, как указывает Мелло, сейчас хорошо известно, что черви используют сигналы РНК для передачи информации потомству, но в настоящее время неясно, какой вклад Cer1 в этот путь вносит.