Недокормленные черви программируют своих детей на голод

Раннее голодание может вызывать проблемы со здоровьем на всю жизнь. Однако степень ущерба от недоедания зависит и от диеты матери — по крайней мере, у червей.

Исследование Университета Дьюка на крошечных нематодах C. elegans показало, что молодые черви, не получавшие пищи в первые несколько дней жизни, защищены от худших последствий раннего голода, если их матери также недоедали.

Исследование опубликовано 26 октября в журнале PLOS Genetics.

Команда под руководством доцента Л. Райана Бо кормила одну группу беременных червей нормальной диетой (бактериальный бульон), а другую — разбавленной версией.

Затем исследователи выращивали потомство обеих групп без пищи в первые восемь дней жизни и отслеживали их рост и фертильность. Как и ожидалось, после восьми дней голодания лишенные пищи личинки росли медленнее и были менее плодовиты.

Но, что удивительно, голодавшие черви, чьи матери ели разбавленную пищу во время беременности, отставали в развитии меньше, чем потомство хорошо питавшихся матерей.

Эти различия сохранялись на протяжении всей их жизни. Детеныши червей от недокормленных матерей продолжали лучше восстанавливаться спустя долгое время после окончания голода.

"Они не полностью избежали неблагоприятных эффектов голода в раннем возрасте, но были защищены от них", — сказал Бо.

Результаты согласуются с идеей исследований на людях, известной как гипотеза бережливого фенотипа. Согласно этой гипотезе, беременные женщины, которые не получают достаточно пищи, программируют у своих детей "бережливый" метаболизм, хорошо приспособленный для экономии питательных веществ и накопления жира.

Однако такой метаболизм может создать проблемы позже, если дети вырастут в изобилии, чего не было у их матерей. Но исследование показывает, что перепрограммирование метаболического "термостата" будущего ребенка может быть полезным, если дети растут в тех же скудных условиях, что и их матери.

В исследовании Бо эффекты пренатального питания были заметны только у червей, рожденных в голодные времена. Детеныши, выращенные в условиях изобилия, развивались хорошо независимо от диеты их матерей.

"Эти животные способны предвидеть неблагоприятные условия, основываясь на опыте своих матерей. Но если среда фактически меняется к лучшему, черви способны чувствовать и реагировать на хорошие условия и использовать их наилучшим образом", — отметил Бо.

Молекулярные механизмы, лежащие в основе буферного эффекта материнской диеты, все еще неясны.

Исследование показывает, что сокращение запасов пищи во время беременности, по-видимому, заставляет червей-матерей производить более крупные и лучше обеспеченные яйца на случай предстоящих голодных времен.

Одна из возможностей заключается в том, что голод во время беременности замедляет скорость овуляции, так что развивающаяся яйцеклетка имеет больше времени для роста до оплодотворения.

Также возможно, что материнская диета вызывает изменения в экспрессии генов, которые передаются потомству.

Команда Бо сейчас сосредоточена на сети генов, которые, как известно из других исследований C. elegans, регулируют перемещение жиров между яйцеклетками и другими клетками в организме червя.

"Мать каким-то образом обеспечивает эмбрион или программирует его", — заключил Бо.