Вчені з'ясували, що самці бразильських свинок () можуть пристосовуватися до підвищення температури навколишнього середовища і передавати відповідні зміни своєму потомству. Метаморфози носять епігенетичний характер, тобто не зачіпають саму структуру ДНК. Це перший досвід подібних досліджень за участю диких, а не лабораторних тварин. Результати дослідження опубліковані в журналі.
Швидкі зміни навколишнього середовища через втручання людини стають справжнім випробуванням для флори і фауни. Корали, наприклад, дуже чутливі до температури, а процес розмноження деяких рептилій, жаб і крокодилів, тісно пов'язаний з певними кліматичними умовами. Враховуючи, як швидко змінюються умови середовища останнім часом, конкурентну перевагу отримують ті види, які швидше пристосовуються до змін. Механізм мутацій і природного відбору може виявитися недостатньо ефективним, оскільки залежить від випадкових змін у генетичному коді, які можуть як полегшити процес виживання особини, так і не дати жодних відчутних переваг. Однак багатоклітинні організми можуть регулювати роботу генів і не змінюючи саму послідовність ДНК - допомогою епігенетичних механізмів. У цьому випадку генетичний код не змінюється, але робота певних генів активуються або пригнічуються за допомогою епігенетичних міток - хімічних модифікацій або самої ДНК, або білків, з якими вона пов'язана (гістонів).
Давно відомо, що епігенетичні зміни можуть передаватися у спадок. Однак через більш тісний зв'язок матері з плодом, довгий час залишалося неясним, чи можуть подібні зміни передаватися з боку батька. Група біологів з Інституту дослідження зоології та дикої природи імені Лейбніца в Берліні під керівництвом Олександри Вейріх (Alexandra Weyrich) провела експеримент з двома групами бразильських свинок: перша складалася з п'яти самців, друга - з десяти самок. Самці протягом двох місяців перебували в умовах підвищеної температури (різниця становила близько 10 градусів за Цельсієм). Термін у два місяці обраний не випадково - саме стільки займає процес сперматогенезу у морських свинок.
«Нашим завданням було з'ясувати, чи передаються подібні зміни у спадок і яка роль батьків у цьому процесі», - говорить Вейріх. Вчені досліджували потомство самців, яке з'явилося на світ до змін навколишнього середовища і після двомісячного періоду - самки при цьому не піддавалися ніяким впливам. Одна з найбільш важливих епігенетичних змін - так зване метилювання ДНК. Процес метиліювання полягає в приєднанні метильної групи до цитозину. Вчені порівняли характер метилування у нащадків чоловічої статі, які були отримані від одних і тих же самців до і після контрольних змін навколишнього середовища. Оскільки бразильські свинки, як і всі ссавці, зберігають постійну температуру тіла, в якості індикатора змін була обрана печінка тварин - важливий терморегулюючий орган.
В результаті вчені виявили, що на зміну умов навколишнього середовища, зокрема підвищення температури, у бразильських свинок слідує негайна епігенетична відповідь. Більш того, відповідні зміни в характері метилування ДНК передаються у спадок - у потомства, яке послідувало після впливу на особин-батьків, рівень метиліювання відрізнявся від того, який вчені могли спостерігати біля попереднього посліду. Такий механізм швидкої і стійкої адаптації тварин до зміни клімату може виявитися вирішальним в контексті глобального потепління, вважають вчені.
У лютому 2016 року ми писали про те, як брак ферменту, який відповідає за видалення зайвої епігенетичної інформації на ранніх стадіях розвитку ембріонів, впливає на поведінку дорослих тварин.