Социальный статус оставляет следы в эпигеноме пятнистых гиен в Танзании

Социальный статус влияет на эпигенетические паттерны — метилирование ДНК, определяющее активацию генов — как у взрослых, так и у молодых самок пятнистых гиен (Crocuta crocuta).

Учёные из Департамента эволюционной генетики Leibniz-IZW и проекта Serengeti Hyena Project проанализировали ДНК из клеток эпителия кишечника 18 взрослых самок и 24 детёнышей с известным социальным статусом из трёх кланов в Национальном парке Серенгети, Танзания. Было идентифицировано и подтверждено 149 регионов генома, где высокоранговые и низкоранговые особи отличались по метилированию ДНК (дифференциально метилированные регионы, DMRs).

Ключевые выводы:

  • Впервые получены доказательства эпигенетических сигнатур социального неравенства у пятнистых гиен.
  • Эти эпигенетические сигнатуры стабильны на разных этапах жизни.
  • Многие DMRs вовлечены в регуляцию важных физиологических процессов: преобразование энергии, иммунный ответ, сигнализацию глутаматных рецепторов и транспорт ионов.

Особое внимание привлекло большое количество DMRs в генах, связанных с преобразованием энергии. Эти гены были более метилированы (гиперметилированы) у низкоранговых взрослых самок, но не у детёнышей. Учёные предполагают, что это может быть адаптацией к более высоким энергетическим затратам на частые дальние кормовые походы, которые вынуждены совершать низкоранговые самки, в то время как высокоранговые монополизируют ресурсы на территории клана.

Методология:

  • Исследование основано на долгосрочном проекте по изучению гиен в Серенгети, начатом в 1987 году.
  • Образцы (эпителий кишечника) собирали неинвазивно — из свежих экскрементов животных.
  • Использовался метод обогащения метилированной и млекопитающей ДНК, что улучшило качество данных секвенирования.

Контекст социальной структуры гиен:

  • Социальный статус у гиен стабилен и предсказуем, он поведенчески «наследуется» детёнышами от матерей.
  • Высокоранговые самки имеют приоритетный доступ к ресурсам, реже совершают дальние походы, чаще находятся у логова и чаще кормят детёнышей.
  • Детёныши высокоранговых самок получают преимущества: быстрее растут, имеют более высокие шансы на выживание и начинают размножаться раньше.

Исследование, опубликованное в журнале Communications Biology, указывает на возможное «недостающее звено» между социальными факторами и физиологическими процессами у диких животных.