Вы можете вытащить рыбу из токсичной воды, но ее эпигенетические мутации сохранятся как минимум на два поколения.
Группа исследователей, возглавляемая учеными из Университета штата Вашингтон, проанализировала эпигенетику — молекулярные факторы и процессы, определяющие, включены или выключены гены — группы рыб Poecilia mexicana или атлантической молли, обитающих в источниках с естественным высоким содержанием сероводорода , который обычно токсичен для большинства организмов.
Исследователи извлекли образец рыбы из токсичной воды и разводили ее в пресной воде. Они обнаружили, что внуки адаптированных к сульфидам рыб имели больше эпигенетических меток, общих с их дикими, живущими в токсичных водах бабушками и дедушками, чем другие атлантические молли, которые всегда жили в пресной воде.
«После двух поколений в лабораторных условиях рыбы в целом сохранили свои эпигенетические метки, что было действительно неожиданно», — сказала Джоанна Келли, доцент кафедры эволюционной геномики WSU и автор-корреспондент исследования, опубликованного в Proceedings of the National Academy of Sciences . «В эволюционном контексте исследование показывает, что эти эпигенетические метки довольно стабильны».
Сероводород встречается в природе и является побочным продуктом многих видов деятельности человека, таких как производство бумаги, очистка сточных вод и разведка газа. Для большинства животных, включая человека, он обычно токсичен при относительно низких концентрациях и фатален при высоких концентрациях. Тем не менее, некоторые популяции атлантических молли приспособились к жизни в источниках с высоким уровнем сероводорода, в то время как другие группы тех же видов остались в пресной воде. Для Келли и ее коллег эти рыбы представили естественный эксперимент, который поможет ответить на вопросы о том, как происходит эволюционная адаптация.
Для этого исследования Келли сотрудничал с экологическим эпигенетиком WSU и репродуктивным биологом Майклом Скиннером, чтобы провести эпигенетический анализ. Исследователи вывели образец сульфидной и несульфидной рыбы в пресноводной среде. Когда рыбы произвели два поколения потомства, они измерили их эпигенетическое сходство, в частности области метилирования ДНК, типа химической модификации, которая может регулировать экспрессию гена, включая или выключая ген, без изменения самой цепочки последовательности ДНК.
Они обнаружили, что у потомков сульфидных рыб было 80% перекрытия областей метилирования ДНК с прародителями — даже при том, что они были выращены в пресной воде. Для сравнения: только 20% перекрываются с несульфидными рыбами, которые всегда жили в пресной воде.
«Это действительно один из первых примеров, когда мы вывели организм из его нормальной среды и поместили его в другую среду, и показали, что эпигенетика продолжает передаваться по наследству», — сказал Скиннер, также автор статьи.
Исследование также дополняет данные предыдущих исследований на животных, показывающие, что воздействие токсинов имеет эпигенетические эффекты, которые могут длиться в течение нескольких поколений. Лаборатория Скиннера провела исследования других диких видов, в том числе Дарвина Финча на Галапагосских островах и новозеландской грязевой улитки, а также лабораторных животных, показав, что эпигенетические изменения, вызванные токсичными веществами окружающей среды, передаются по наследству.
«Это не разовое, уникальное видовое событие. Это влияет на все, включая людей», — сказал Скиннер. «Хотя это модель на животных, это демонстрация того, как токсикант из окружающей среды может на самом деле изменить эпигенетику, и он запрограммирован для последующих поколений».
Теги: вода, рыба
