Біологам з Університету Пенсильванії вдалося відтворити епігенетичне успадкування реакцій на стрес у мишей і показати, які молекули відповідають за його передачу від покоління до покоління. Роботу опубліковано в журналі.
Можливість передачі у тварин деяких набутих поведінкових особливостей, насамперед реакції на стрес, раніше вже була неодноразово продемонстрована до цієї роботи. Наприклад, відомо, що якщо мишей вирощувати в умовах хронічного стресу (наприклад, часто переселяти їх з клітини в клітку або давати їм постійно відчувати запах хижака), то реакція на аналогічний стрес у їх потомства буде зниженою.
У попередній статті цього ж колективу дослідників вдалося показати, що таке епігенетичне успадкування стресу супроводжується накопиченням декількох видів мікроРНК у спермі тварин. МікроРНК - це рід коротких некодуючих нуклеїнових кислот, які можуть приєднуватися до матричних РНК (тим, які зчитуються з генів і виступають як «робочий креслення» для синтезу білка) і блокувати їх роботу. Відомо велике число генів, регуляція активності яких проводиться саме за таким механізмом. Однак саме по собі наявність мікроРНК у спермі стрессованих самців не можна було трактувати як свідчення того, що вони працюють як «переносники стресу», що саме вони викликають зміну поведінки потомства. Це могло б виявитися просто випадковістю. У новій роботі вдалося показати саме причинно-наслідковий зв'язок між цими явищами.
Щоб встановити її, біологи імітували передачу стресу за допомогою ін'єкцій мікроРНК в запліднену яйцеклітину. Як контроль виступили яйцеклітини, в які інъецировали просто розчин солей.
Виявилося, що введення чистих препаратів всього дев'яти знайдених мікроРНК точно відтворює фенотип потомства стрессованих самців. У таких мишей спостерігаються ті ж самі відхилення в реакції на стрес, що і у потомства, отриманого природним шляхом (спрощуючи - тварини стають менш чутливими до подразників). Зміни поведінки супроводжуються змінами в активності генів у клітинах мозку, насамперед у тій його області, яка пов'язує нервову і гуморальну системи (гіпоталамус-гіпофіз-надниркові). Більш того, вченим вдалося показати, що ці «стресові» мікроРНК діють на ті матричні РНК самки, які містяться в цитоплазмі яйцеклітини і керують її життям на самих ранніх стадіях розвитку, до того, як «вмикається» батьківський геном. Серед цих матричних РНК вдалося виявити гени важливих регуляторних білків, про які відомо, що вони можуть перекроювати карту активності генома, глобально впливаючи на розподіл активних і неактивних ділянок хроматину.