Чем объясняется это резкое расхождение в развитии двух насекомых?? В течение последнего десятилетия многие ученые пришли к выводу, что в этом участвует метилирование ДНК — способ генетической регуляции, в котором химические метки включают или выключают гены.
Однако это объяснение не выдерживает критики, согласно новым выводам из Университета Рокфеллера, опубликованным 21 января в Current Biology.
Исследователи изучили метилирование ДНК у клональных муравьев-налетчиков Cerapachys biroi, которые могут переключаться между уходом за выводком и откладыванием яиц. При сравнении паттернов метилирования в головном мозге рабочих и королев они не обнаружили общих различий.
«Обнаружение отсутствия доказательств того, что метилирование является причиной того, что два муравья могут вести себя так по-разному, было, с одной стороны, немного отрезвляющим», — говорит старший автор Дэниел Кронауэр, доцент и руководитель Лаборатории социальной эволюции и поведения Рокфеллера. «С другой стороны, это открытие может быть действительно важным для тех, кто хочет понять эволюцию социального поведения и функцию метилирования ДНК у насекомых."
Случай метилирования
Предыдущие исследования обнаружили различия в метилировании в мозге маток и рабочих насекомых, что заставило многих ученых поверить в то, что эти различия заставляют животных брать на себя разные социальные роли. «Это была отличная история, и все ее поддерживали», — говорит Питер Оксли, соавтор и постдок лаборатории.
Но в этих предыдущих исследованиях изучались средние уровни метилирования в выборке каждого типа насекомых — взяли, например, группу рабочих муравьев, смешали их ДНК вместе и измерили среднее количество метилирования среди всего их мозга.
Эти эксперименты неизменно выявляли различия между рабочими и маточными насекомыми, но сам по себе этот тест не скажет вам, значительна ли разница, объясняет Кронауэр. Среднее количество метилирования, присутствующее в одной группе, скорее всего, будет отличаться от среднего количества, присутствующего в другой группе. Чтобы быть значимыми, эти различия должны быть одинаковыми для нескольких групп рабочих и маток.
Отсутствие доказательств
Чтобы сделать этот дополнительный шаг, члены команды Кронауэра, включая соавтора Ромена Либбрехта, который в то время был постдоком в лаборатории Кронауэра и в настоящее время работает в Лозаннском университете в Швейцарии, измерили уровни метилирования в нескольких образцах муравьи, ухаживающие за выводком или откладывающие яйца. В этих экспериментах различия, обнаруженные в предыдущих исследованиях, не подтвердились. Команда действительно увидела различия в метилировании между образцами; однако эти различия были эквивалентны между выборками рабочих, а также между выборками маток. «До нас дошло, что на самом деле там ничего не было», — говорит Кронауэр.
Дело не в том, что метилирование вообще ничего не делает — на самом деле, исследователи обнаружили, что оно в первую очередь связано с генами, которые выполняют важные функции как для рабочих, так и для королев, предполагая, что метилирование ДНК может способствовать стабильной экспрессии так называемого домашние гены.
И, отмечает Кронауэр, «мы не можем с уверенностью сказать, что нет разницы в метилировании между царицами и рабочими.
Наше исследование действительно показывает, что имеющиеся данные неубедительны. Это не исключает возможности того, что будущие исследования с еще более высоким разрешением и большей статистической мощностью могут обнаружить такие различия."