Самцы диких морских свинок реагируют на повышение температуры биохимическими модификациями, связанными с их геномом, и передают эту «эпигенетическую» информацию следующему поколению, а, скорее всего, даже следующему поколению.Чтобы изучить их реакцию на изменение условий окружающей среды, самцов диких морских свинок держали в течение двух месяцев при температуре окружающей среды, повышенной на десять градусов.
Впоследствии было исследовано, произошли ли какие-либо биохимические изменения в геноме (ДНК) их печени в результате этой термической обработки, сыновья, рожденные самцами до и после повышения температуры, также были исследованы на предмет таких возможных биохимических изменений генома их печени, а также в геномах их яичек. Совместная группа ученых из Института исследований зоопарков и дикой природы им. Лейбница (IZW), Берлинского центра геномики в исследованиях биоразнообразия (BeGenDiv) и калифорнийской компании Zymo Research обнаружила значительные различия в метилировании ДНК (биохимическая модификация генома). ) диких морских свинок при сравнении геномов до и после воздействия повышенных температур.
Эти различия были особенно обнаружены в генах, кодирующих белки, ответственные за защиту от теплового повреждения. Магическим словом, описывающим этот процесс, является «эпигенетика» (греч. Epi = выше, выше; генетика = изучение наследственности) — молекулярный механизм, который регулирует включение генов в ответ на изменения окружающей среды без изменения последовательности строительных блоков ДНК.
«Мы считаем, что передача эпигенетической информации от отца к сыновьям подготавливает последних к изменениям условий окружающей среды, таким как повышение температуры. Это особенно важно в отношении возможной адаптивной реакции на изменение климата. Поэтому эпигенетические механизмы могут иметь решающее значение для пригодность и выживаемость потомства », — говорит Александра Вейрих, исследователь из IZW.Поскольку отношения матери и ребенка у млекопитающих во время и после беременности особенно интенсивны, предыдущие исследования были сосредоточены в основном на передаче материнской эпигенетической информации. «Однако у большинства видов диких млекопитающих, включая диких морских свинок, именно самцы покидают свои исконные среды обитания и быстро приспосабливаются к меняющимся условиям окружающей среды, таким как температура, во время поиска самок и новых территорий», — объясняет Вейрих.
Быстрая адаптация к изменениям окружающей среды возможна, среди прочего, за счет эпигенетических модификаций, таких как метилирование или деметилирование ДНК. В отличие от «генетического кода» (последовательность строительных блоков ДНК), эпигенетические модификации гибки и поэтому могут использоваться в качестве «переключателя» в ответ на изменения окружающей среды.
Новые данные показывают, что некоторые из этих приобретенных эпигенетических модификаций могут быть достаточно устойчивыми, чтобы передаваться потомству. Текущее исследование показывает, что отцы передают своим сыновьям эпигенетические изменения в ДНК.