Neben dem Homo sapiens leben Millionen anderer Lebewesen auf unserem Planeten. Diejenigen, die größer und freundlicher sind, entpuppen sich in der Regel als Haustiere, aber der Rest hat weniger Glück. Dies gilt sowohl für große Wildtiere, zum Beispiel Elefanten (Widerer jagen gerne nach ihnen, aber im Allgemeinen sind Elefanten ein separates, unglaublich interessantes Thema) als auch Vögel, Gliederfüßer und Insekten. Dabei sind diese Ameisen unglaublich schlau und leben in strukturierten Nistgemeinschaften, die von einer oder mehreren Königinnen angeführt werden. Ihre Hauptaufgabe besteht jedoch darin, Tausende von Eiern zu legen und das Überleben der Kolonie zu sichern. Clever, nicht wahr? Aber wenn es viele faszinierende Geschichten über Ameisen zu erzählen gibt, wie wäre es dann mit Würmern? Es scheint, dass es nirgendwo banaler ist – Regenwürmer schaffen Löcher im Boden (mindestens 60-80 cm tief) und tragen zu seiner Feuchtigkeit, Vermischung und Belüftung bei. Und nachdem sie ihren Darm passiert haben, werden alle Nährstoffe aus Pflanzenresten freigesetzt. Es stimmt, diese Jungs unterscheiden sich nicht durch besonderen Einfallsreichtum, ebenso wie ihre Gegenstücke, die in anderen Organismen leben, zum Beispiel Parasiten. Aber es war nicht da. Eine neue Studie hat gezeigt, dass der mikroskopisch kleine Nematode Caenorhabditis elegans durch den Austausch von RNA Erinnerungen miteinander teilt. Damit hat sicher niemand gerechnet (zumindest sind wir in der Redaktion von Hi-News.ru:)
Die Würmer teilen Erinnerungen miteinander, indem sie RNA austauschen. Noch einmal – Würmer teilen Erinnerungen miteinander mithilfe von RNA
Interessante Tatsache
Caenorhabditis elegans ist ein mikroskopisch kleiner Bodenwurm, der zu wissenschaftlichen Zwecken in Labors gezüchtet wird
Inhalt
- 1 Würmer umgeben uns
- 2 Wie tauschen Nematoden Erinnerungen aus?
- 2.1 Genetisches Gedächtnis
- 3 Provokative Schlussfolgerungen
Würmer umgeben uns
Der durchschnittliche Regenwurm lebt auf allen Kontinenten mit Ausnahme der Antarktis, und selbst die Bewohner von Megastädten kennen sie gut. Aber wir sind nicht nur von Regenwürmern und Regenwürmern umgeben – die Welt wimmelt von Parasiten. Und viele ihrer Vertreter schlemmen bequem in unserem Körper. Einige Würmer sind so klein, dass sie mit bloßem Auge kaum zu sehen sind (was Sie brauchen, wenn Sie ein Parasit sind).
Aber es waren die Spulwürmer, die sich als die Haupthelden der neuen Studie herausstellten. Lernen Sie den mikroskopisch kleinen Nematoden Caenorhabditis elegans kennen – seine Länge beträgt etwa 1 mm. Diese Nematoden sind seit 1974 in der Molekularbiologie weit verbreitet und werden in der Forschung in Neurophysiologie, Entwicklungsbiologie und Computerbiologie verwendet.
Das Genom dieses winzigen Wurms wurde 1998 vollständig sequenziert und veröffentlicht < /strong> (Caenorhabditis elegans und der Mensch haben etwa 20.000 Gene). Und Caenorhabditis elegans ist einer der einfachsten Organismen mit einem Nervensystem und hat nur 302 Nervenzellen.
Frühere Forschungen haben gezeigt, dass augenlose Nematodenwürmer Caenorhabditis elegans gewissermaßen mit Farbe sehen können. Dies hilft ihnen, bei der Nahrungssuche zwischen giftigen und harmlosen Bakterien zu unterscheiden.
Nun, wenn wir zu den schönen, also zu den Helminthen zurückkehren – runden Parasiten, die im Boden leben und durch schmutziges Wasser in den Körper gelangen , dann sind diese Genossen berühmt für ihre Fähigkeit, in der sauerstoffarmen Umgebung des menschlichen Darms zu überleben. Caenorhabditis elegans ist jedoch kein Parasit sondern ein naher Verwandter der Helminthen.
Tatsächlich können uns C. elegans-Nematoden nützlich sein. Dies liegt daran, dass diese winzigen Würmer ihren Kindern genetisch eine Abneigung gegen Nahrung von schlechter Qualität einflößen, um sie davon fernzuhalten. Nun, wenn sich herausstellt, dass ein Wurm unartig ist und seinen Tag mit dem Bauch endet, wird sein verwesender Körper, der möglicherweise von jedem vorbeikommenden Mitglied der Spezies aufgenommen wird, in den Körper eindringen und in RNA kodiert werden.
Ribonukleinsäure (RNA) – eines der drei wichtigsten Makromoleküle (zusammen mit DNA und Proteinen); in den Zellen aller lebenden Organismen enthalten. RNA besteht aus einer langen Kette von Nukleotiden, deren Sequenz es der RNA ermöglicht, genetische Informationen zu kodieren. Darüber hinaus verwenden alle zellulären Organismen RNA (mRNA), um die Proteinsynthese zu programmieren.
Übrigens besteht das Genom einiger Viren aus RNA. Dies bedeutet, dass es für Viren die Rolle spielt, die die DNA in höheren Organismen spielt.
Wie Science Alert unter Berufung auf Forschungsergebnisse schreibt, wurde diese bemerkenswerte Methode der Gedächtnisübertragung von Wissenschaftlern des Murphy Laboratory der Princeton University in den Vereinigten Staaten im Rahmen einer Reihe von Studien zum erblichen Verhalten von Nematoden entdeckt.
Wie tauschen Nematoden Erinnerungen aus?
Beachten Sie, dass frühere Entdeckungen des sogenannten & # 171; Umweltstress & # 187; bei Tieren wie C. elegans, die die Art und Weise, wie Gene nicht nur bei ihren Nachkommen, sondern auch bei ihren eigenen Kindern aktiviert werden, verändern & # 8230; und so weiter, von Generation zu Generation, trägt zur Weitergabe dieser Art von “Erinnerungen” bei. Und es sind nicht nur die Würmer. Gene in den Nachkommen von Fruchtfliegen und sogar Mäusen können durch Signale im Lebensraum ihrer Eltern verändert werden, wodurch die biologischen Funktionen zukünftiger Generationen effektiv verändert werden.
Letztes Jahr veröffentlichten Forscher Ergebnisse zur Reaktion von C. elegans auf den Verzehr des Bakteriums Pseudomonas aeruginosa, einer attraktiven Nahrungsquelle, die in ihrem Verdauungssystem schnell unangenehm wird. Das Team fand heraus, dass die Würmer RNA-Stränge aus ihrer giftigen Nahrung über den Darm aufgenommen haben, einschließlich eines Stücks nicht kodierender RNA namens P11.
Bild: Princeton University Labor Office, USA
Wenn ein Organismus mit einer Bedrohung in der Umwelt konfrontiert wird, liegt es im Interesse der Art, andere auf die Gefahr aufmerksam zu machen. Der mikroskopisch kleine Fadenwurm von C. elegans stößt in seiner Umgebung regelmäßig auf Gefahren, wie zum Beispiel das pathogene Bakterium P. aeruginosa, das eine attraktive Nahrungsquelle zu sein scheint, aber die Würmer beim Verzehr krank machen kann, schreiben die Forscher.
Aber Hakenwürmer können sich nicht gegenseitig vor Gefahren warnen, indem sie Warnungen ausrufen, wie es ein Mensch tun würde. Neue Arbeiten von Forschern des Princeton University Labors zeigen, dass Würmer, die auf P. aeruginosa treffen, anderen helfen können, Gefahren zu vermeiden, und identifizieren einen kritischen Teil des Mechanismus, durch den dies geschieht.
Interessant: Spulwürmer haben dazu beigetragen, einen neuen Mechanismus zu öffnen der Jugendverlängerung
Genetisches Gedächtnis
In früheren Arbeiten fanden Forscher in Murphys Labor heraus, dass Mutterwürmer mit P. aeruginosa lernen, Bakterien zu meiden, und dass sie dieses Vermeidungsverhalten ihren Nachkommen für die nächsten vier Generationen vermitteln können. Mutterwürmer, die P. aeruginosa gefressen haben, absorbieren kleine RNA P11 durch den Darm, was ein Signal in den Keimbahnzellen des Wurms auslöst, das dann an das Neuron übertragen wird, das sein Verhalten steuert. Das ist der harte Weg.
Das neue Verhalten wird jedoch durch Veränderungen an den Zellen der Keimbahn an zukünftige Nachkommen weitergegeben. In einem neuen Artikel zeigen die Co-Autoren Rebecca Moore, Rachel Kalecki und Chen Lesnik und Kollegen, dass Vermeidungsverhalten auch von trainierten Würmern auf andere naive erwachsene Würmer übertragen werden kann.
Durch die Isolierung von RNA-Molekülen können C. elegans-Nematoden Informationen über die Begegnung mit pathogenen Bakterien an Nachbarn weitergeben.
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Die Entdeckung deutet darauf hin, dass Würmer Signale aussenden, die, wenn sie von anderen Individuen aufgenommen werden, ihr Verhalten ändern können. Interessanterweise haben die Nachkommen von Würmern & # 171; aufgezogen & # 187; Durch die Verwendung eines solchen Signals wird auch das pathogene P. aeruginosa für die nächsten vier Generationen vermieden. Dies deutet darauf hin, dass das sezernierte Signal bei Empfängerwürmern denselben Lernweg beeinflusst wie bei direkt exponierten Krankheitserregern.
Wir fanden heraus, dass ein Retrotransposon namens Cer1, das virusähnliche Partikel bildet, das Gedächtnis nicht nur zwischen Geweben (von der Keimbahn des Wurms zu seinen Neuronen), sondern auch zwischen Individuen zu übertragen scheint, schreiben die Autoren der in veröffentlichten wissenschaftlichen Arbeit die Zeitschrift Cell .
Das neue Experiment zeigt unter anderem, dass das genetische Gedächtnis keine reine Familienangelegenheit ist, und es gibt Hinweise darauf, dass es kreuzweise von Wurm zu Wurm übertragen werden kann. Aber dafür muss der Lehrerwurm leider gepudert werden.
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Provokative Schlussfolgerungen
Laut Craig Mello, Professor für Molekulare Medizin an der University of Massachusetts und Co-Autor der Entdeckung der RNA-Interferenz, sind die Schlussfolgerungen von Murphy und seinen Kollegen provokativ.
Dies ist eine weitere faszinierende Episode in einer wachsenden Zahl von Forschungen, in denen systemische RNA-Signale an transgenerationalen Einflüssen auf das Verhalten beteiligt sind, sagt er.
Es sollte auch erwähnt werden, dass die neue Studie die erste ist einen Mechanismus vorzuschlagen, mit dem eine solche Übertragung von Erinnerungen in der Natur erfolgen kann. Die Arbeit wirft jedoch auch eine Reihe dringender Fragen auf. Mello weist beispielsweise darauf hin, dass inzwischen bekannt ist, dass Würmer RNA-Signale verwenden, um Informationen an ihre Nachkommen zu übermitteln, aber es ist noch nicht genau klar, wie Cer1 zu diesem Prozess beiträgt.
C. elegans wird besonders häufig für Untersuchungen des Nervensystems, der Entwicklungsbiologie und des Alterns verwendet.
Siehe auch: Wie unser Gedächtnis den Kohlenhydratstoffwechsel beeinflusst
& # 171; Warum braucht ein Tier ein Virus, um Signale an die Nachkommen zu übertragen? & # 187; & # 8212; fragt Mello. & # 171; Was genau wird übertragen? & # 187; Um die gewachsene Beziehung zwischen Würmern und dem Retroelement Cer1 zu demonstrieren, ist es wichtig, diese Fragen zu beantworten. Die gute Nachricht ist, dass Murphys Team daran arbeitet. Warten wir also ab. Schließlich stecken auch Würmer voller Überraschungen.