Биологи обнаружили, что оптимистичные черви готовы к быстрому восстановлению

Исследователи из Калифорнийского технологического института (Caltech) изучили генетический ответ почвенного нематодного червя Caenorhabditis elegans на условия изобилия и недостатка пищи.

В эксперименте синхронизировали вылупление десятков миллионов червей. Одни развивались в условиях скудного питания, другие — при обильном. Через 3, 6, 9, 12 и 15 часов после вылупления подгруппы популяций анализировали, измеряя экспрессию всех ~20 000 генов червя.

Ключевые результаты:

• Черви гораздо быстрее реагировали на появление пищи, чем на её отсутствие.
• 3 часа кормления ранее голодавших личинок активировали 381 ген.
• 3 часа голодания ранее сытых личинок активировали только 56 генов.
• С питанием связано столько же генов, сколько и с общим развитием, многие из них отвечают за энергетический метаболизм.

Механизм быстрого ответа:

• Ключевую роль играет белок RNA Polymerase II (RNA Pol II), который транскрибирует ДНК в mRNA.
• RNA Pol II накапливается на генах, быстро реагирующих на пищу, ещё до её поступления, что позволяет мгновенно запустить их экспрессию.

Выводы и перспективы:

• C. elegans, живущий в условиях частого дефицита, эволюционно «оптимистичен» — он максимально быстро использует краткие периоды изобилия для роста и размножения.
• Схожие механизмы могут работать у паразитических нематод (например, вызывающих слоновость) при переходе между хозяевами (например, от комара к человеку).
• Гены, контролируемые таким механизмом, могут стать мишенями для новых терапевтических препаратов.

Исследование опубликовано 26 февраля в Science Express.