Sciencemag.cz
Doporučujeme
Červ háďátko obecné (Caenorhabditis elegans) dokáže kolegovi předat obsah své paměti, který bude navíc dědičný, v určitém ohledu zacházíme ještě dál než Lamarck. Červi samozřejmě nemluví a vše to funguje pouze pro jeden konkrétní případ.
Hlístice C. elegans se ve svém prostředí pravidelně setkává s bakterií P. Aeruginosa. Ta sice vypadá jako lákavý zdroj potravy, ale po jejím požití mohou červi onemocnět. V laboratoři Coleen Murphyové na Princetonu již dříve ukázali, že červ se po negativní zkušenosti naučí bakterii vyhýbat a toto varování může přenést epigeneticky i svým potomkům, až po 4 generace. Červi, kteří zkonzumovali P. aeruginosa, vstřebávají střevem malou bakteriální RNA (P11), která ovlivní signál v reprodukčních buňkách zárodečné linie červa, jenž je pak přenášen do neuronu, který řídí chování. Nově vytvořené chování se díky tomu přenáší prostřednictvím změn v buňkách zárodečné linie i na potomstvo.
Rebecca Moore, Rachel Kaletsky, Chen Lesnik a jejich kolegové nyní v nové studii ukazují, že naučené chování lze předat i jiným dospělým červům. Lze to provést tak, že červa rozdrtíme a dáme jinému červovi sníst, ale třeba lze červa i nechat plavat v kapalině a toto médium dát jinému červovi vypít. Červi tedy příslušný signál dokáží nějak vylučovat i přijímat; poté se bakteriím budou opět vyhýbat i čtyři generace jejich potomků. Z toho se zdá, že jde o stejný signál, jako když jsou červi přímo vystaveni patogenu, a zbývalo jen objasnit příslušný mechanismus.
„Zjistili jsme, že retrotranspozon Cer1, který tvoří částice podobné virům, zřejmě přenáší paměť nejen mezi tkáněmi (od zárodečné linie červa po jeho neurony), ale také mezi jedinci,“ uvádí studie.
Retrotranspozon je genetický prvek podobný viru, který se vložil do DNA hostitelského organismu. Studie zjistila, že Cer1 je přítomen v DNA buněk zárodečné linie červů a že „mateřští“ červi, u nichž byl retrotranspozon vyřazen pomocí RNA interference (mechanismus, který brání genové expresi určitého genu), se nedokáží naučit vyhýbat se P. Aeruginosa. Není nic platné, jsou-li vystaveni faktoru P11, příslušné chování se u nich nevyvine a signál nedokážou předat ani potomkům, ani okolním červům. Pokud dospělí červi (příjemci) retrotranspozon Cer1 v genomu vůbec nemají, také se nedokáží učit. Ukázalo se, že dva volně žijící kmeny červů, které přirozeně postrádají Cer1, jsou vůči příslušné bakterii bezmocné (respektive nepoučitelné). (Poznámka PH: Chápu-li to celé dobře, ale i červi, kteří Cer1 v genomu nemají, ho mohou získat z prostředí spolu s P11? Viz obrázek níže.)
„Domníváme se, že Cer1 může červům poskytovat výhodu v boji s patogeny, i když přítomnost elementu Cer1 genomu může být pro červa jinak škodlivá,“ říká C. Murphy.
Přenos paměti mezi jedinci se již dříve prokázal u mořského plže Aplysia, ovšem nebyl přitom identifikován konkrétní molekulární mechanismus. V tomto smyslu je nová studie unikátní. Ani u háďátek ale není jasné, jak přesně vše funguje, tj. jak vlastně „virus“ Cert1 ovlivňuje zpracování bakteriální RNA P11. Otázkou také je, jak se celý mechanismus evolučně utvořil.
Credit: Murphy lab
Rebecca S. Moore et al, The role of the Cer1 transposon in horizontal transfer of transgenerational memory, Cell (2021). DOI: 10.1016/j.cell.2021.07.022
Zdroj: Princeton University / Phys.org
Poznámky PH:
Háďátko obecné je dobře prozkoumaný modelový organismus, právě u něj byla mimochodem právě vůbec poprvé prokázána RNA interference.
Traduje se takový příběh, už dost starý a poněkud extrémnější, prý se opravdu stal (zájemci mohou zkusit dohledat). Naučili nějaké červy chodit konkrétním bludištěm, tedy mnohem komplikovanější věc než reakci na jednu bakterii. Pak tyto červy rozemleli a dali zkonzumovat jiným červům. Ti se pak bludištěm naučili chodit rychleji. Samozřejmě oblíbený příběh esoteriků, tajemný přenos informace atd. Výzkum byl ovšem proveden špatně: červ bude např. asi dost výživný, oproti normální potravě červů (mouka apod.), s lepší výživou se mozek může naučit leccos rychleji atd. Když nic jiného, správně bychom tedy měli kontrolní skupinu červů nakrmit červy, kteří se bludištěm procházet nenaučili. Nakonec nikdo už příslušný pokus (v lepším designu) podle všeho neprovedl, ve výsledek se tedy nevěří, i když by to třeba mohlo přinést velkou slávu. Nicméně tento výzkum to celé trochu připomíná…
