18 августа 2019, воскресенье, 02:17
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

18 февраля 2015, 11:57

Новые носители наследственной информации

Pixabay

Пытаясь понять, почему в некоторых экспериментах результаты расходятся с предположениями ученых, исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе обнаружили новый тип наследования. Статья об этом была позавчера в журнале Nature.

Приобретение новых знаний в науке о жизни не может обойтись без экспериментов на животных. Это касается как фундаментальных, так и прикладных исследований. Эксперименты на культивируемых клетках хороши только как предварительный этап исследований.

Если, к примеру, речь идет об исследованиях потенциального нового лекарства, работая только с клетками, невозможно предсказать влияние лекарства на разные системы организма, невозможно и определить весь набор побочных явлений. Желаемый эффект, демонстрируемый лекарством в клеточной культуре, может оказаться значительно уменьшен какими-то посторонними процессами, происходящими в организме. То же самое касается фундаментальных исследований. Многие наблюдаемые явления – это сумма событий, происходящих в разных системах организма.

Каждому очевидно, что все люди разные. Менее очевидно, но с этим ученым приходится считаться, что все мыши тоже разные. По крайней мере, мыши из дикой природы. Поэтому, чтобы различить универсальный эффект и индивидуальные особенности животного, в эксперименте принимает участие большое количество животных.

Кроме того, для нужд ученых разводят специальных животных с низкой вариабельностью фенотипа. Их получают путем близкородственного скрещивания. Как правило, такие животные болезненны, у них ослаблен иммунитет, и в дикой природе они бы не выжили, но при надлежащем уходе в лабораториях это не принципиально. Зато когда одна группа ученых захочет повторить результаты другой группы (а это довольно важная часть научного процесса; результаты должны воспроизводиться, иначе их значение невелико), они могут купить точно таких же животных в том же самом питомнике и уменьшить число неизвестных факторов эксперимента.

Идея, что животные будут похожи между собой, полностью основана на концепции, что генотип определяет фенотип. В питомниках разводят животных с похожими генотипами, время от времени проводят генетическое тестирование и проверяют, не стали ли они отличаться друг от друга слишком сильно, так что ученые вправе надеяться, что им достанутся животные с очень похожими фенотипами.

И вот оказалось, что животные с похожими генотипами могут иметь разные фенотипы. Мыши, которые должны были быть одинаковыми, делились на две группы: с высоким уровнем иммуноглобулина A (IgA) в кишечнике и с низким. Эти антитела присутствуют на слизистых оболочках, в желудке и кишечнике – везде, где стерильный внутренний мир организма соприкасается с полной вирусов, бактерий и эукариотических паразитов окружающей средой. Фактически, все выглядело так, будто у части животных содержится мутация в генах, кодирующих IgA, вот только никакой мутации там не было.

Вдобавок оказалось, что высокий уровень IgA важен для здоровья желудочно-кишечного тракта. Индукция колита лабораторными методами проходила гораздо успешнее у мышей с низким уровнем IgA.

Главный  вопрос заключается в том, что лежало в основе различий между мышами при идентичном генотипе. Оказалось, что всему виной бактерии, населяющие кишечник. Большинство кишечной микрофлоры безвредно или даже помогает хозяину переваривать пищу в обмен на свою долю питательных веществ. Когда эмбрион развивается в утробе матери, он защищен от контакта с бактериями, но встречается с ними уже в родовых путях. У животных матери активно ухаживают в первые дни за новорожденным потомством, и в это время также происходит интенсивный обмен микрофлорой. Ничего удивительного, что у мышей, которые живут в чистых лабораториях и едят стерильный фабричный корм, набор кишечных комменсалов наследуется от матери с той же точностью, что и ядерная ДНК. Возможен также впоследствии обмен микрофлорой с животными, живущими в том же помещении, если они прибыли из разных питомников.

В этом исследовании авторам удалось доказать связь между составом микрофлоры и уровнем IgA и продемонстрировать пути передачи микрофлоры. Их результаты вполне объясняют, откуда берется разница между животными, от которых ученые ожидают идентичности.

С фундаментальной точки зрения в этом исследовании представляет интерес механизм наследования, о котором до появления этой статьи почти не упоминалось. Обычно считается, что фенотип организма определяется генотипом. В последние лет десять активно развивается эпигенетическая теория, согласно которой наследуются не только гены, но и уровень их активности. Теперь к ним добавился еще один механизм – наследование микрофлоры. Для этого нужно было, чтобы выполнялись два условия: микрофлора наследовалась бы, и определенный состав микрофлоры был бы связан с определенным фенотипом. В данном исследовании оба условия выполнены.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Юпитер акустика антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты климатология комета кометы компаративистика космос культура лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство школа экология эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса глобальное потепление грипп информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция финансовый рынок черные дыры эволюция эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.