Они считают, что, идентифицируя ключевой ген для каждого признака и то, как он эпигенетически (окружающая среда) влияет на него, потенциально можно повлиять на степень его экспрессии и, таким образом, создать вариацию в выражении конкретных признаков. Это немного похоже на то, как художник добавляет более или менее белую краску к черному, чтобы создать палитру оттенков серого.
По сути, это открытие механизма, посредством которого окружающая среда взаимодействует с конкретными генами, раскрывая факторы окружающей среды как равноправного партнера в определении сложных черт.Команда McGill во главе с проф.
Моше Шиф и Эхаб Абухейф из отделов фармакологии и терапии и биологии Макгилла, соответственно, четко определили механизм, с помощью которого эпигенетические факторы — как окружающая среда влияет на экспрессию одного гена — оказывают всеобъемлющее влияние на создание количественных вариаций. в таких сложных чертах.Исследователи пришли к такому выводу, проведя эпигенетические эксперименты на муравьях вида Camponotus floridanus (более известного как муравей-плотник из Флориды). Поскольку генетическое влияние на определение вариаций размеров рабочих в колонии невелико (они в среднем на 75 процентов связаны) и поскольку их геном уже секвенирован, исследователи могли сосредоточиться на влиянии эпигенетических факторов на создание вариаций. по размеру.
Энвиро-генетика супергероя: Человек-муравейУвеличивая степень метилирования ДНК (биохимический процесс, который контролирует экспрессию определенных генов — немного похоже на то, как диммер может включить или выключить свет) гена, участвующего в контроле роста, называемого Egfr, они смогли создать спектр размеров рабочих муравьев, несмотря на отсутствие генетических различий между одним муравьем и другим. По сути, исследователи обнаружили, что чем больше метилирован ген, тем больше размер муравьев.
«По сути, то, что мы обнаружили, было своего рода каскадным эффектом. Изменяя метилирование одного конкретного гена, который влияет на другие, в данном случае ген Egfr, мы могли бы повлиять на все другие гены, участвующие в клеточном росте», — говорит Себастьян Альварадо. доктор философии Макгилла, который является соавтором исследования, опубликованного сегодня в Nature Communications. «Мы работали с муравьями, но это было похоже на открытие того, что мы можем создавать людей ниже или выше ростом».Поиск нужного гена для работы«В случае роста муравьев определяющим фактором был ген Egfr, — говорит Раджендран Раджакумар, соавтор статьи. «Но что касается других сложных признаков, независимо от того, участвуют ли они в росте раковых клеток у людей или жировых клеток у цыплят, то теперь мы знаем, что как только мы обнаружили в каждом случае ключевую генетическую позицию, на которую влияют эпигенетические факторы затем мы можем влиять на то, как много или как мало экспрессируется гена, с потенциально очень далеко идущими результатами ».«Это открытие полностью меняет наше понимание того, как возникают человеческие вариации», — говорит Абухейф. «Так много человеческих черт, будь то интеллект, рост или уязвимость к таким заболеваниям, как рак, существуют непрерывно. Если, как мы полагаем, этот эпигенетический механизм применим к ключевому гену в каждой области, изменение будет настолько огромным, что прямо сейчас трудно даже представить, как это повлияет на исследования во всем, от здоровья до когнитивного развития и сельского хозяйства ».
Эта работа является результатом сотрудничества между кафедрой фармакологии и терапии (аспирант Себастьян Альварадо и профессор Моше Шиф) и кафедрой биологии (аспирант Раджендран Раджакумар и профессор Эхаб Абухейф) в Университете Макгилла.