Škrkavky zdědí informace o hrozbách, kterým je třeba se vyhnout, ale s úlovkem

Zvířata se často setkávají se stejnými hrozbami napříč generacemi. Ústřední otázkou v biologii je, zda lze zkušenost s hrozbou přenést z rodičů na potomky způsobem, který změní jejich chování.

V škrkavce Caenorhabditis elegansjednou z takových zkušeností je naučit se vyhýbat nebezpečné bakterii zvané Pseudomonas aeruginosa kmen PA14. Předchozí práce naznačovaly, že červi vystavení PA14 mohou produkovat potomky, kteří se této bakterii také vyhýbají, i když se s ní tito potomci nikdy nesetkali. Jiní výzkumníci však uvedli, že toto zděděné vyhýbání se spolehlivě nepřetrvávalo po první generaci, což tento fenomén zpochybňuje.

Nová studie vědců z Illinois State University v USA byla navržena tak, aby tento nesouhlas řešila nezávislou studií replikace. Při práci v jiné laboratoři pozorně dodržovali protokol předchozí studie a zaměřili se na to, zda lze naučené vyhýbání se stále detekovat ve druhé generaci, kde se předchozí výsledky začaly rozcházet.

Autoři použili standardní výběrový test. Červi byli umístěni na talíř, kde jedno místo obsahovalo jejich obvyklé laboratorní jídlo, neškodné Escherichia coli kmen nazvaný OP50 a další skvrna obsahovala patogenní PA14. Sloučenina zvaná azid sodný byla přidána do každého místa, aby paralyzovala červy, jakmile dorazili, takže jejich první volba mohla být zaznamenána. Červi byli nejprve „vycvičeni“ tím, že strávili 24 hodin na PA14 nebo OP50, a poté byla v testu testována jejich preference a preference jejich potomků a potomků vychovaných pouze na OP50.

Naivní červi, kteří nikdy neviděli PA14, vykazovali očekávanou počáteční přitažlivost k patogenu nad OP50. Po tréninku na PA14 se však rodičovští červi ve výběrovém testu důrazně vyhýbali PA14. Podstatné je, že jejich potomci, kteří se nikdy sami s PA14 nesetkali, se také posunuli tak, že se patogenu vyhýbali ve srovnání s kontrolními červy, jejichž předkové viděli pouze OP50. Dědičný účinek slábl s každou generací, ale zůstal statisticky významný u potomků druhé generace, když byl test prováděn v přísně kontrolovaných podmínkách.

Zjištění byla zveřejněna v eLife na 11. listopadu. Doprovodný článek kanadského institutu Michaela G. DeGroote Institute for Infectious Disease Research docent Lesley MacNeil, který se na studiích nepodílel, umístil zjištění do širší debaty o „transgenerační epigenetické dědičnosti“. Dr. MacNeil porovnal starou a novou studii s třetí sadou studií, které často nezjistily ani počáteční přitažlivost k PA14, ani její zděděné vyhýbání se při použití jiné metody, která imobilizovala červy ochlazením destičky namísto použití azidu. Tato alternativní metoda mohla umožnit červům kontaktovat PA14 během testu a učit se na místě, čímž se smazal rozdíl mezi naivními a dříve vyškolenými liniemi.

Celkově vzato první dva články (tj. starý a nový) posilují tvrzení, že signály od mikrobů, včetně malých RNA produkovaných PA14, mohou zanechat dědičné stopy, které utvářejí C. elegans potomci reagují na budoucí hrozby. Srovnání jejich zjištění se třetí linií šetření zároveň zdůrazňuje, že tvrzení o takovém dědictví musí spočívat na protokolech, které mohou ostatní reprodukovat a zkoumat.