Работа выполнена в отделе интегративной эволюционной биологии и посвящена трансгенерационному эпигенетическому наследованию — механизму, при котором внешние факторы среды оставляют след в биологических признаках потомства. До сих пор молекулярные причины такого «наследования памяти» оставались малоизученными.
В центре исследования оказалась нематода Pristionchus pacificus — микроскопический круглый червь, способный менять поведение и строение ротового аппарата в зависимости от питания. В обычных условиях он питается бактериями, но при определенных условиях может переходить к хищническому образу жизни и поедать других нематод.
Ученые установили, что при питании бактерией Novosphingobium у червей формируется выраженное хищническое поведение. Более того, эта особенность сохранялась у потомков даже после смены рациона, что указывало на передачу эффекта между поколениями.
Анализ показал, что причиной такого изменения является витамин B12 — метаболит, вырабатываемый бактериями. Когда бактерии лишали способности синтезировать витамин B12, наследуемый эффект исчезал. При повторном добавлении витамина поведение восстанавливалось, что подтвердило его ключевую роль.
Исследователи отметили, что влияние витамина зависит от его концентрации и связано с работой фермента метионинсинтазы, где B12 выступает важным кофактором. Через этот механизм запускаются метаболические сигналы, влияющие на развитие организма.
Дополнительно было установлено, что витамин B12 усиливает выработку вителлогенина — белка, отвечающего за питание яйцеклеток. Через него происходит перенос биологических сигналов от матери к потомству. При нарушении работы рецепторов вителлогенина у потомков наследуемое хищническое поведение не проявлялось.
Таким образом, передача признака происходит не через изменения генома, а через систему материнского питания и метаболических связей. По словам исследователей, это указывает на прямую связь между рационом и биологией будущих поколений.
Авторы работы отмечают, что полученные данные демонстрируют пример фенотипической пластичности, когда организм адаптируется к условиям среды и закрепляет эти изменения на уровне поколений. В природных условиях это может повышать выживаемость вида при изменении ресурсов питания.
При этом остаются открытыми вопросы о том, какое количество витамина B12 действительно поступает в ткани и эмбрионы, а также какую роль в этом процессе играет вителлогенин как возможный переносчик не только питательных веществ, но и других молекул.
Исследование стало шагом к пониманию того, как факторы окружающей среды могут преобразовываться в наследуемую биологическую информацию и влиять на эволюционные процессы.
