Badanie prowadzone na morskim ukwiale pokazało, że niektóre cechy mogą być przekazywane na kolejne pokolenia poza genami. Wskazało też, że zmiany epigenetyczne miały pierwotne inne znaczenie niż regulacja genów.
O cechach gatunków i osobników decyduje sekwencja ich DNA określająca właściwości genów. To właśnie te cechy są przekazywane na następne pokolenia. Jednak u danego osobnika, w danych warunkach, geny mogą być bardziej aktywne lub mniej, o czym decydują modyfikacje epigenetyczne, np. w postaci tzw. metylacji DNA.
Takie chemiczne modyfikacje nie zmieniają samej sekwencji genetycznej. Jak wyjaśniają naukowcy z Qeen Mary University of London, u ssaków większość informacji epigenetycznej zostaje wymazana po zapłodnieniu. Zapobiega to powszechnemu dziedziczeniu nabytych stanów epigenetycznych między pokoleniami.
Wydaje się jednak, że tego typu resetowanie nie występuje u zwierząt bezkręgowych, takich jak robaki, koralowce, ukwiały czy jeżowce.
W badaniu opisanym na łamach magazynu „Nature Ecology & Evolution”, naukowcy celowo usunęli metylację DNA u ukwiału Nematostella vectensis, aby sprawdzić, co się stanie po zaburzeniu tych epigenetycznych wzorców.
Jak informują, mimo utraty większości metylacji DNA, zwierzęta rozwijały się prawidłowo. Usunięcie metylacji nie spowodowało poważnych zaburzeń regulacji genów. Jednocześnie jednak uwolniło ukryte tzw. samolubne geny, osadzone w aktywnych genach.
Jeśli nie są one kontrolowane, mogą wbudowywać się w ważne geny i regiony regulatorowe, potencjalnie zaburzając prawidłowy rozwój i zagrażając stabilności genomu – wyjaśniają naukowcy.
– Ponieważ u tych zwierząt nie zachodzi rozległe resetowanie epigenetyczne, które występuje po zapłodnieniu u ssaków, część nieprawidłowych stanów metylacji utrzymała się u potomstwa. Te odziedziczone zmiany epigenetyczne zmieniły sposób włączania genów w następnym pokoleniu, pokazując, że eksperymentalnie wywołana zmienność epigenetyczna może być przekazywana u zwierząt między pokoleniami – tłumaczy Alex de Mendoza z Qeen Mary University of London.
Wyniki sugerują więc, że pierwotną rolą metylacji DNA u zwierząt nie była przede wszystkim regulacja ekspresji genów, lecz ochrona aktywnych genów przed zakłócającym działaniem „skaczących genów”.
U ssaków ten sam system molekularny został z czasem wykorzystany do wielu innych funkcji, w tym do regulacji rozwoju oraz wyciszania jednego z dwóch chromosomów X u samic.
Jak podkreślają naukowcy, badanie daje więc wgląd w ewolucyjne początki ważnych systemów regulacyjnych.
Ponadto pokazuje, w jaki sposób niepełne resetowanie epigenetyczne może pozwalać na utrzymywanie się dziedzicznej zmienności przez kolejne pokolenia bez konieczności zmian genetycznych, dostarczając potencjalnego materiału wyjściowego dla zmian ewolucyjnych.
– Praca ta pokazuje, jak bardziej pierwotne systemy regulacji genów mogą przekazywać informacje między pokoleniami – podsumowują eksperci.
Marek Matacz (PAP)
mat/ agt/
Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.
