Совершив открытие, имеющее важное значение для понимания наследственности и эволюции, исследователи из Тель-Авивского университета определили механизм нервной системы, который может передавать нейронные сообщения будущим поколениям.

Этот механизм, позволяет клеткам нервной системы (нейронам) связываться с зародышевыми клетками, содержащими генетическую и эпигенетическую информацию, которая передается будущим поколениям, у нематод — червей, обитающих практически во всех средах обитания. Исследование, проведенное профессором Одедом Рехави с Факультета естественных наук им. Джорджа С. Вайза при Тель-Авивском университете и Школы нейробиологии им. Сагола, было опубликовано 6 июня в рецензируемом научном журнале Cell.

«Механизм управляется небольшими молекулами РНК, которые регулируют экспрессию генов», – писал Рехави. «Мы обнаружили, что небольшие РНК передают информацию, полученную от нейронов, потомству (потомкам) и влияют на различные физиологические процессы, включая поведение потомства в поисках пищи». Полученные результаты, по словам Рехави, противоречат одной из самых основных догм в современной биологии, где долгое время считалось, что деятельность мозга никак не может повлиять на судьбу будущих поколений. «Барьер Вейсмана, также известный как Второй закон биологии, утверждает, что наследуемая информация у зародышей должна быть изолирована от воздействий окружающей среды», – сказал Рехави.

Согласно исследованию, соавторами которого были студенты Рехави Рахель Познер и Итай Токер, его результаты — это первый случай, когда был идентифицирован механизм передачи нейрональных ответов от поколения к поколению. «В прошлом мы обнаружили, что небольшие РНК у червей могут вызывать трансгенерационные изменения, но открытие трансгенной передачи информации из нервной системы — это «Святой Грааль»», – сказал Токер. «Нервная система уникальна в своей способности интегрировать реакции как на окружающую среду, так и реакции организма. Идея о том, что она также может контролировать судьбу потомства организма, просто поразительна».

Исследователи обнаружили, что синтез малых РНК в нейронах необходим для эффективного привлечения нематод к запахам, связанным с необходимыми питательными веществами, и поиску пищи. РНК, вырабатываемые в нервной системе родителей, влияли на это поведение, а также на экспрессию генов зародышей, сохраняющуюся в течение как минимум трех поколений. Нематоды, которые не создавали малых РНК, обладали дефектными навыками идентификации пищи. Однако, когда исследователи восстановили способность создавать небольшие РНК в нейронах, нематоды снова эффективно находили пищу. Этот положительный эффект сохранялся для нескольких поколений нематод, даже если у потомства не было способности вырабатывать небольшие РНК.

«Важно подчеркнуть, что мы еще не знаем, насколько это соответствует ситуации у людей», – сказал Рехави. «Если это так, то изучение механизма может иметь практическое применение в медицине. Многие болезни могут иметь какой-то эпигенетически наследуемый компонент. Более глубокое понимание нетрадиционных форм наследования будет иметь решающее значение для лучшего понимания этих условий и разработки более качественных методов диагностики и лечения».

jpost.com