Новый механизм наследования может продвинуть изучение эволюции и лечение болезней

Исследователи из Университета Мэриленда впервые определили конкретный механизм, с помощью которого родитель может передавать "замолченные" (silenced) гены своему потомству. Важно, что команда обнаружила, что это "заглушение" может сохраняться в течение многих поколений — более 25 в рамках данного исследования.

Работа, опубликованная 2 февраля 2015 года в Proceedings of the National Academy of Sciences, может изменить наше понимание эволюции животных и помочь в разработке методов лечения генетических заболеваний.

Механизм передачи через dsRNA

Ученые работали с круглым червем Caenorhabditis elegans. Они заставили нервные клетки червей производить молекулы двуцепочечной РНК (double-stranded RNA, dsRNA), соответствующие определенному гену. Молекулы dsRNA известны своей способностью "путешествовать" между соматическими клетками (любыми клетками тела, кроме половых) и "заглушать" гены, когда их последовательность совпадает с соответствующим участком ДНК клетки.

Ключевое открытие

Главным открытием стало то, что dsRNA может перемещаться из соматических клеток в половые (germ cells) и "заглушать" гены внутри них. Еще более удивительно, что это "заглушение" может сохраняться более чем на 25 поколений.

"Это первый механистический пример того, как информация из окружающей среды может передаваться следующему поколению. Это уровень организации, о существовании которого у животных мы не знали", — говорит генетик Энтони Хосе.

Значение для эволюции и медицины

Если этот механизм существует у других животных, возможно, включая человека, это означает новый способ для вида эволюционировать в ответ на окружающую среду.

Это открытие также может быть критически важным для развития РНК-интерференции (RNA interference, RNAi) как терапии генетических болезней. Проблема текущих подходов — снижение эффективности лечения со временем. Молекула dsRNA из нервных клеток C. elegans, возможно, имеет химические модификации, позволяющие стабильное "заглушение" сохраняться много поколений. Ее изучение может помочь решить проблему эффективности терапии RNAi.

Хосе признает большой разрыв между круглыми червями и млекопитающими, у которых есть механизмы перепрограммирования генов каждое поколение. Однако предыдущие данные свидетельствуют, что окружающая среда все же может вызывать какой-то трансгенерационный эффект и у млекопитающих. Работа его команды дает перспективное направление для поиска ответа, как это происходит.