Дикие нематоды учатся избегать вредных бактерий — и передают эти знания потомству

Нематода C. elegans начинает избегать опасных бактерий в своей среде после воздействия определённых бактериальных РНК — и может передавать это выученное поведение будущим поколениям. Об этом сообщает команда под руководством Колин Мёрфи из Принстонского университета в новом исследовании, опубликованном в журнале PLOS Genetics.

Предыдущие эксперименты показали, что C. elegans может научиться избегать штамма бактерии Pseudomonas aeruginosa, вызывающей инфекции у людей. Хотя это поведение избегания не закодировано в генах, черви могут передавать эту информацию своему потомству в течение четырёх поколений благодаря явлению трансгенерационного наследования.

Хотя это явление было продемонстрировано в лабораторных условиях, оставалось неизвестным, будут ли дикие черви аналогично реагировать на вредные бактерии, с которыми они сталкиваются в естественной среде.

Команда Мёрфи проанализировала бактерии, которые живут рядом с C. elegans в дикой природе, и обнаружила, что другая бактерия рода Pseudomonas, Pseudomonas vranovensis, также заставляет червей избегать её после воздействия.

Более того, учёные идентифицировали малую РНК, производимую бактерией, которая активирует это поведение, изменяя экспрессию генов в нервной системе червя. Исследователи предполагают, что причина, по которой поведение прекращается через несколько поколений, заключается в том, что эта реакция также заставляет червей избегать полезной бактерии Pseudomonas mendocina, которая является хорошим источником пищи.

Новые данные служат доказательством принципа, что трансгенерационное наследование, ранее наблюдавшееся в лаборатории, вероятно, приносит пользу нематодам и в дикой природе. Исследование также углубляет наше понимание того, как малые молекулы бактерий могут регулировать взаимодействия между бактериями и их хозяевами-червями.

Авторы предлагают, что идентификация бактериальных малых молекул со схожими эффектами позволит нам глубже изучить этот новый тип взаимодействия бактерий и хозяина и его роль в выживании червей.

Авторы добавляют: «Здесь Сенгупта и коллеги сообщают, что патогенный вид бактерий, обнаруженный в естественной среде обитания C. elegans, Pseudomonas vranovensis, вызывает выученное поведение избегания и четырёхпоколенное трансгенерационное наследование этого избегания у червей через одну малую РНК.

«Черви, подвергшиеся воздействию этой малой РНК (Pv1), избегают не только патогена, но и других полезных бактерий (Pseudomonas mendocina), что предполагает экологические компромиссы для такого наследуемого поведения в дикой природе, которые могут привести к прекращению избегания через несколько поколений».