Behaviorální projevy jsou skrze RNA přenášeny do dalších generací

TLDR verze: traduje se, že informace z neuronů alias „to, co si myslíme“, se nepřenáší na další generaci. Podle nového výzkumu to ale nemusí platit nutně – alespoň tedy u malé části buněk hlístic skutečně existuje jakási genetická paměť (studie tu). 

Vzpomínky vaší babičky

Příznivcům vzpomínek na minulé životy a/nebo hráčům Assassin’s Creed se teď nejspíše splaší veškerá kladiva. Předem však upozorňuji, že ani nejnovější studie na téma „přenášení vzpomínek napříč více generacemi“ není úplně superjasná. Ale pojďme popořadě.

Od té doby, co je genetika genetikou – tedy cca století – panuje jasné dogma o tom, jak se předávají informace napříč generacemi. Buďto jde o přenos genetický anebo kulturní. Ten první přenáší jenom plány vašeho organismu, ten druhý pak může přenášet i vzpomínky… Ale jenom tak, že vám maminka řekne, co prožil dědeček (jak jí to řekl zase on). Takové dogma si vědátoři nevycucali z prstu, zjištění navazuje na objev Weissmanovské bariéry. Podle té, zjednodušeně řečeno, nedochází na otisk zkušeností získaných v průběhu života na geny předávané v případě rozmnožování na potomky. Což bylo mnohokrát v praxi demonstrováno třeba na šlechtitelství.

Už nějaký čas ale tušíme, že odpověď bude asi trochu komplexnější, než co Weissman mohl tušit. DNA samotná je totiž sice „plánem těla“ (resp. fskutečnosti plánem proteinů), ale realizaci (či absenci realizace) takového plánu ovlivňuje i epigenetika. To, co genovou expresi definuje, bylo přitom (rovněž u hlístic) vystopováno až na 14 generací. Takže je rozhodně možné, aby se napříč generacemi biologicky předalo trochu více činitelů, než jen genové a kulturní zmíněné výše.

Nyní se zdá, že přenášeny můžou být asi i „zkušenosti“ jako takové, tedy minimálně jistou optikou část „naučených instinktů“. Studie telavivských vědátorů pod vedením Rachel Posner (podobnost jmen s prostitutkou z House of Cards je čistě náhodná) totiž došla k tomu, že hlístice alias Nematoda alias Caenorhabditis elegans může napříč generacemi skutečně předávat i chování. Děje se tak zřejmě skrze malé RNA molekuly, které najdou cestu i do potomstva, takže je to tak trochu skutečná genetická paměť. Ještě však své hejtovací komenty v duchu „JÁ VÁM TO ŘÍKAL“ nechce zastrčené v kapse. Animus totiž u lidí nejspíše jen tak fungovat nebude.

Věčný svit neposkvrněné nematody

Izraelský tým předně navázal na pár let staré zjištění toho, že fragmenty neurálních RNA molekul můžou skončit v pohlavních buňkách  – a tedy zamířit do další generace. Posner et al. ke svému zjištění došel skrze deleci klíčového genu pro regulaci daných RNA molekul, čímž vytvořil kontrolní a testovací skupinu hlístic. Ukázalo se, že červíci bez regulované RNA dovedou ve svém prostředí vyčenichat chemikálii, kterou se naučili čenichat jejich rodiče, se stejnou efektivitou. Ale červíci s regulovanou RNA to nezvládnou!

Zdá se tak, že malé kousky RNA u hlístic přenášejí informace půjčené z neuronů na potomstvo, kde ovlivňují různé fyziologické procesy. Třeba právě chování potomků při hledání potravy. Není to ta genetická paměť, kdy si pamatujete, že jste byl Alexandr Veliký. Možná ale máme tu čest právě se zjištěním toho, jak vznikají postupné zvířecí instinkty!

Spíše než o zásadní úpravu a „transplantaci vědomí“ do potomků nebo genetickou paměť jako z toho Assassin’s Creedu tak zjištění ilustruje malé „editorské“ zásahy do DNA, které ovlivňují chování. Je navíc třeba mít na paměti, že nematody jsou dost specifická zvířátka. O tom, že si možná předávají zkušenosti i napříč generacemi, totiž kolují zvěsti již půlstoletí. Američtí vědátoři pod vedením Jamese V. McConnella v polovině 20. století přišli s kontroverzním zjištěním, že když se nematody A kanibalisticky krmí nematodami B, můžou získat jejich vzorce chování.


Není to poprvé

Nebylo to přijato úplně s důvěrou. Vloni se ale přišlo skrze implantaci vzpomínek od jednoho plže do druhého (právě skrze RNA!) na to, že by jádro paměti snad skutečně mohlo mít formu RNA molekul. To by znamenalo možnost je předávat z jedné makovice do druhé. Izraelská práce nyní říká, že se něco takového může dít… i přirozeně. Alespoň u hlístic.

Rovněž musím opět opakovat staré čínské přísloví o tom, že „hlístice nejsou lidi“. Na rozdíl od lidí můžete hlístice třeba zmrazit a zase rozmrazit. Jejich organismus je mnohem jednodušší. Právě proto se samozřejmě tak detailně studují – a právě proto ale máme problém jejich výzkum přetlumočit na lidi.

Nelze nyní rozhodně ani trochu říct, nakolik je zjištění telavivského týmu přenosné na člověka. Nutno ovšem podotknout, že v roce 2013 došlo k podobně přelomovým zjištěním u živočicha člověku podstatně podobnějšího a příbuznějšího – na laboratorních myších domácích!

Stroj: Game of Thrones/HBO

Weissman vs. Lamark – ROUND TWO

V tehdy kontroverzně vnímané epigenetické studii publikované v Nature Neuroscience vědátoři u experimentální skupiny myší asociovali vůni acetofenonu s elektrickými šoky. Od psa slintajícího nad žárovkou jsme se trochu posunuli, ale i tak, Pavlov by měl jistě radost.

Vytvořit tento acetofenon-šokující Pavlovův reflex nebyl žádný problém. Překvapivé však bylo, že v experimentální skupině myší se tento behaviorální jev, tedy strach z acetofenonu, vyskytoval i u několika dalších generací potomků. Ti však sami s acetofenonem ani elektrickými šoky do styku nikdy nepřišli. U kontrolní skupiny nic takového pozorováno nebylo.

Vědátoři to tehdá vzali poctivě (proto se taky dostali do Nature, že) a analýzou mozků pokusných myší i jejich potomků zjistily změny mozkových struktur zpracovávajících pachy a stejně tak struktur, které tyto pachy asociují s negativními emocemi. DNA obsažená ve spermiích pokusných myších samců pak vykazovala nižší stupeň metylace v místech genů ovlivňujících vývoj výše zmíněných mozkových struktur.

Právě metylace je jedním z nejznámějších epigenetických mechanismů, kdy se metylové skupiny vážou na část molekuly DNA a zablokují čtení daného genu. Voila, weissmanovská bariéra byla i tehdy pokořena, ač nebylo jasné, po kolik generací se může dědit a zda dojde někdy k přenosu od „měkké“ k „tvrdé“ dědičnosti, tj. k zabudování do stabilnější DNA a tedy k přechodu od epigenetiky ke genetice. Těch posledních pár Lamarckistů, kteří nám v komunitě evolučních biologů zbylo, však tehdy jásalo.


Na počátku objevů

Důležité je, že v obou případech spíše než o přetlumočení živých epizodických vzpomínek jde o přetlumočení podvědomých vzorců chování. Každopádně i u hlístic jde o fascinující zjištění, které znovu narušuje Weissmanovskou barieru a přidává další otázky o epigenetice a jejímu vlivu na evoluci organismů! Měl přece jenom Lamarck v něčem pravdu? Snad nám další výzkum víc řekne již brzy!

Animus ani dokonalá genetická paměť z toho sice nečují. Ale zdá se, že se evoluční biologové z implikací výzkumů Posnerové nadšením můžou po-jančit!

[LL, JK]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol – podpořte i vy drobákem mojí snahu informovat o vědě věčně & vtipně a přispějte mi v kampani na Patreonu.

A sledujte mojí snahu případně i na Facebooku či YouTube!

Diskuze