Мыши могут наследовать искусственно сформированную восприимчивость к запаху
 Обонятельный клубочек — функциональная единица, обеспечивающая процессинг запаха в структуре обонятельной луковицы головного мозга. Синие волокна обеспечивают сенсорные проекции из носа к отдельному клубочку. В каждой обонятельной луковице находится около 1000 различных специфических клубочков. Диас и Ресслер показали, что одновременное использование запаха и электрического шока ведёт к увеличению числа клеток, отвечающих за восприятие специфического запаха, в носу и размера клубочков, отвечающих за восприя (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
В настоящее время исследователям из центра изучения приматов им. Роберта Йеркса (университет Эмори) удалось обнаружить факт передачи животными специфической информации о пережитой ими травме своему потомству. Эта информация передаётся не через взаимодействие в сообществе, но по наследству.
Учёные выяснили, что в том случае, если мышь научится бояться определённого запаха, её детёныши будут более восприимчивы к нему, даже при условии, что они никогда с ним не встречались.
«Осознание того, как определённый опыт родителей влияет на потомство, поможет нам понять психиатрические расстройства, которые могут иметь трансгенеративный базис, и, возможно, создать новые стратегии терапии» — говорит Керри Ресслер (Kerry Ressler, один из авторов исследования, профессор кафедры психиатрии и поведенческих наук медицинского факультета университета Эмори).
Керри Ресслер совместно с Брайаном Диасом (Brian Dias, сотрудник кафедры психиатрии и поведенческих наук медицинского факультета университета Эмори) вырабатывал у лабораторных мышей рефлекс, заключающийся в развитии чувства страха в ответ на восприятие того или иного запаха. Для этого учёные воздействовали на организм подопытных животных электрошоком (слабой силы) и, одновременно с этим, подавали нужный запах. Специалисты устанавливали, насколько сильно пугались животные в ответ на влияние сильного шума при обычных условиях и в связке с используемым запахом.
Они выяснили, что взрослое потомство мышей, не использовавшееся для проведения других исследований, пугалось в большей степени в ответ на специфический запах, использованный ранее для выработки рефлекторного страха у одного из родителей. Кроме того, животные могли определить присутствие в воздухе малого количества запаха-раздражителя. У потомства мышей, полученного от сенсибилизированных родителей, не выявлялось других патологических страхов.
Брайан Диас и Керри Ресслер использовали результаты предыдущих исследований, касающихся биологии обнаружения запахов. Учёные знали, что ацетофенон активирует специфические группы клеток носа и находящиеся в них специфические гены рецепторов обоняния. Запах ацетофенона напоминает запах цветков вишнёвого дерева. Как родительские особи сенсибилизированных к запаху подопытных мышей, так и их детёныши имеют более развитую область головного мозга, обрабатывающую информацию о запахах — обонятельную луковицу.
Брайан Диас выяснил, что родительские особи (отцовские и материнские) могут передавать сформированную экспериментально повышенную чувствительность к запаху. При этом материнские особи не способны передавать её при уходе за детёнышами. Следовательно, сформированная экспериментально повышенная чувствительность к запаху не передаётся путём социального взаимодействия животных. Повышенную чувствительность к запаху у самок подопытных животных формировали до момента зачатия плода и беременности.
Наблюдаемое наследование имеет место даже при зачатии плода путём оплодотворения in vitro. Оно проявляется и у потомков второго поколения. Это указывает на то, что каким-то образом информация о пережитом опыте, связанном с запахом, передаётся с яйцеклеткой или сперматозоидом.
Авторам исследования удалось установить, что ДНК сперматозоидов сенсибилизированных к запаху отцовских особей изменена. Возникшее изменение носит «эпигенетический» характер.
У мышей, которых приучили бояться ацетофенона, ген обонятельного рецептора, активирующегося в ответ на ацетофенон, характеризовался изменением процесса метилирования — химической модификации ДНК, регулирующей активность генов. Правда, до сих пор остаётся не ясно, являются ли произошедшие изменения в рассматриваемом гене решающими в плане влияния на чувствительность животных к запаху.
«В то время как последовательность гена кодирующего рецептор, который отвечает на запах-раздражитель, не меняется, механизм регуляции данного гена может подвергаться некоторому влиянию. Существует ряд доказательств, что некоторые общие эффекты изменений в диете и гормональном обмене, так же как и травма, могут передаваться эпигенетически. Отличие в данном случае заключается в том, что процесс обучения, ведущий к повышению восприимчивости животных к запаху, в рамках некого специфического механизма оказывает влияние на нервную систему и, по-видимому, на репродуктивные клетки» — говорит профессор Ресслер.
В настоящее время учёные не имеют точной информации по следующим вопросам:
— можно ли реверсировать наблюдаемые эффекты. Если через какое-то время сенсибилизированных животных обучить не бояться запаха, будут ли их будущие детёныши бояться использованного запаха,
— обнаруженное явление характерно только для запахов? Другими словами, передадут ли мыши, обученные бояться какого-либо звука, например, повышенную восприимчивость к используемому звуку своему потомству,
— все ли яйцеклетки и сперматозоиды несут эпигенетические особенности, передающие восприимчивость к запаху,
— каким образом информация о влиянии запаха достигает яйцеклеток и сперматозоидов.
Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах Nature Neuroscience.
Также по теме:
- Горизонтальный перенос генов – ключевой фактор эволюционных изменений организма бактерий
- Расширены представления о нонсенс-опосредованной деградации иРНК
- Расширены представления о функциях микроРНК в эволюционном процессе
- Биологи учатся прогнозировать поведение вновь возникающих аденовирусов
- Дейтериевая вода в значительной степени повлияла на развитие жизни?
Источники: