Черви могут передавать «воспоминания» своим потомкам и сородичам

C. elegans — вид круглых червей, который часто используют в лабораторных экспериментах. Он питается бактериями, но не все встречающиеся ему микробы становятся пищей — бактерии, называемые P. aeruginosa, могут вызвать у них сильное заболевание. Но если контакт с бактерией не убивает червя, тот запоминает это и учатся не возвращаться на то же самое место в течение нескольких секунд. Но это не очень эффективная система, если каждому червю приходится усвоить этот урок на собственном горьком опыте.

Несколько лет назад команда из Принстона обнаружила, что у C. elegans есть некий сигнальный ярлык. Черви, которые ранее поедали P. aeruginosa, генетически передают своему потомству поведение избегания этих конкретных микробов на целых четыре поколения. При ближайшем рассмотрении исследователи выяснили, что черви, съевшие бактерии, поглотили небольшую РНК, называемую P11, которая запускала сигнал в их репродуктивных клетках зародышевой линии. Будущие детеныши червей, рожденные от этой особи, затем получат тот же сигнал, передаваемый определенному нейрону, который управляет их поведением.

Обучать детей — это одно, но есть ли у червей способ предупредить других взрослых особей об опасности? В новом исследовании ученые выяснили, что C. elegans может передавать одни и те же генетические «воспоминания» окружающим, распространяя тем самым определенные поведенческие паттерны.

«Мы обнаружили, что один червь может научиться избегать этой патогенной бактерии, и если мы измельчим этого червя или даже просто воспользуемся средой, в которой он плавал, и передадим эти субстанции "неученым" червям, то они также станут избегать патогена», — говорит Колин Мерфи, ведущий автор исследования.

Интересно, что черви, которых учили избегать бактерий, также передавали навыки своим потомкам на протяжении четырех поколений, предположительно с помощью все того же механизма. Исследователи обнаружили, что сигналы червей похожи на вирусоподобный генетический элемент, называемый ретротранспозоном, который они на каком-то этапе поглощают из окружающей среды.

«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 разными особями», — пояснил Мерфи. «Мы думаем, что Cer1 может дать червям преимущество в их борьбе с патогенами, хотя приобретение Cer1 в его геноме может быть вредным для червя в непатогенных условиях».