Злопамятная кишечная палочка умеет передавать воспоминания о стрессе потомкам — почему это может сделать антибиотики эффективнее

Открытие не только заставляет пересмотреть мнение о том, как одноклеточные наследуют физические черты, но и может помочь медицине будущего. В частности, ученые смогут обойти проблему снижения эффективности антибиотиков, тонко повлияв на патоген так, чтобы его потомство еще несколько поколений было более уязвимым к лекарствам. Свежую научную работу опубликовали в Science Advances.

В середине XX века ученые делали первые шаги к расшифровке генетического кода. Тогда они думали, что особенности передаются только через ДНК или, по крайней мере, в основном через нее. Современные исследователи считают, что признаки могут передаваться и другими путями.

Известный пример передачи по наследству признаков не через генокод — голод в Нидерландах во время фашистской оккупации. Недавно ученые выяснили, что дети мужчин, матери которых страдали от голода во время войны, сильнее рисковали растолстеть, когда повзрослели.

Разобраться в причинах этого у людей и других сложных организмов непросто, потому что сложно избавиться от сбивающих с толку факторов вроде «ошибки выжившего». Ученые решили взяться сначала за бактерии: во время генетических исследований мы можем полностью контролировать их среду обитания.

Ученые предположили, что важнейшую роль может играть регуляторная сеть, которая позволяет генам оказывать влияние друг на друга. Она «запоминает» последствия изменений при сохранении ДНК в неизменном виде. Чтобы проверить эту гипотезу, обратились к хорошо изученному и распространенному одноклеточному организму — кишечной палочке.

С помощью математической модели ученые имитировали временное отключение и включение отдельных генов. Оказалось, что эти возмущения влияли и на следующие несколько поколений. Сейчас исследователи проверяют свои выводы в лаборатории.

Ученые считают, что возмущение запускает необратимую цепную реакцию: когда один ген деактивируется, это влияет на соседний, соседний — на следующий и так далее. К тому времени, когда первый ген снова активируется, каскадную реакцию уже не остановить.

Ведущий автор исследования Адилсон Моттер думает, что схожий эффект может вызвать не только деактивация генов, но и другие факторы окружающей среды: температура, доступность пищи, кислотность. Исследователи предполагают, что негенетическая наследственность есть и у других организмов, ведь их регуляторная сеть похожа или сложнее, чем у кишечной палочки.