כאשר אי השוויון הוא יותר מ"עמוק לעור": מעמד חברתי משאיר עקבות באפיגנום של צבועים מנומרים בטנזניה

פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס


קונסורציום מחקר בראשות מדענים ממכון לייבניץ לחקר גן החיות וחיות הבר (Leibniz-IZW) מספק ראיות לכך שהתנהגות חברתית ומעמד חברתי באים לידי ביטוי ברמה המולקולרית של הפעלת גנים (אפיגנום) בצבועים מנומרים צעירים ובוגרים. הם ניתחו דגימות אפיתל מעיים שנאספו בצורה לא פולשנית מצבועים נשיים בדרג גבוה וגם מדרג נמוך והראו שהבדלי דרג קשורים לסימנים אפיגנטיים של אי שוויון חברתי, כלומר, דפוס ההפעלה או כיבוי של גנים המווסתים תהליכים פיזיולוגיים חשובים. כגון המרת אנרגיה ותגובה חיסונית במספר אזורי גנום. התוצאות, שפורסמו בכתב העת המדעי Communications Biology, תורמות להבנה טובה יותר של תפקידם של מנגנונים אפיגנטיים במשחק הגומלין של גורמים חברתיים, סביבתיים ופיזיולוגיים בחייו של יונק חברתי מאוד.

פרסומת

אצל יונקים, התנהגות חברתית ומעמד חברתי יכולים להשפיע באופן מהותי על ההישרדות, ביצועי הרבייה ובריאותם של אנשים. עם זאת, עדיין לא מובן עד הסוף כיצד התרגום של גורמים חברתיים וסביבתיים לפיזיולוגיה של אורגניזם משתקף בתהליכים מולקולריים. כעת, מדענים מהמחלקה לגנטיקה אבולוציונית של לייבניץ-IZW ומפרויקט הצבועים של סרנגטי במחלקה לדינמיקה אקולוגית של לייבניץ-IZW מצאו שמעמד חברתי השפיע על דפוסים אפיגנטיים, ליתר דיוק המתילציה של DNA בצבועים מנומרים צעירים ובוגרים כאחד (Crocuta crocuta) שקובע את הפעלת הגנים. הם ניתחו DNA מתאי אפיתל במעיים מ-18 צבועים בוגרים ו-24 גורים בעלי מעמד חברתי ידוע משלושה חמולות בפארק הלאומי סרנגטי, טנזניה. המדענים זיהו ואימתו 149 אזורי גנום, שבהם אנשים בעלי דירוג גבוה ונמוך נבדלו במתילציה של DNA (אזורים מתילטים דיפרנציאליים, DMR). "יכולנו, בפעם הראשונה, לספק ראיות לחתימות אפיגנטיות של אי-שוויון חברתי בצבועים מנומרים צעירים ובוגרים כאחד," אומרת ד"ר אלכסנדרה ווייריך, ראש קבוצת העבודה "אפיגנטיקה של חיות בר" במחלקה לגנטיקה אבולוציונית של לייבניץ-IZW. מחבר בכיר של העיתון.

הממצאים מראים שהחתימות האפיגנטיות הללו יציבות לאורך שלבי החיים – ושהן קשורות לתהליכים פיזיולוגיים חשובים: רבים מה-DMRs שזוהו היו מעורבים בוויסות המרת אנרגיה, תגובה חיסונית, איתות קולטני גלוטמט והעברת יונים. "במיוחד המספר הגדול של DMRs בגנים המעורבים בהמרת אנרגיה משך את עינינו", אומר המחבר הראשון קולין ווליוד, מדען נתונים בקבוצת העבודה של וייריך. מחברת שותפה ד"ר שרה בנהיים, ראש משותף של פרויקט הצבועים של סרנגטי, מסבירה: "אנו חושדים שהדבר עשוי להיות מונע מהבדלים בהתנהגות ובמיוחד מהשימוש הרב יותר בנסיעות מזון למרחקים ארוכים על ידי נקבות בדרג נמוך מאשר בדרג גבוה. – האחרונים מוציאים מונופול על משאבים בשטח החמולה שלהם." מעניין לציין שגנים אלו היו מתילטים יותר (או היפר-מתילטים) בנקבות בוגרות בדרג נמוך אך לא בגורים. זה יכול להצביע על התאמה של נקבות בוגרות בדרג נמוך לעלויות אנרגטיות גבוהות יותר של נסיעות תכופות למרחקים ארוכים, התנהגות שלא מוצגת על ידי גורים. "למרות שעדיין יש לחקור את ההשלכות הפיזיולוגיות המדויקות של ההיפר-מתילציה שנצפתה, ממצאים אלו תואמים את התצפיות שלנו ומרמזים על הקשר החסר המבוקש בין גורמים חברתיים ופיזיולוגיים", מסכמים וייריך ובנהיים.

הניתוחים התבססו על המומחיות באפיגנטיקה של לייבניץ-IZW וכן על המחקר ארוך הטווח על צבועים מנומרים בסרנגטי, שהחל בשנת 1987. הנקבות בחקירה זו ידועות באופן אינדיבידואלי ומעמדן החברתי עוקב לאחר דורות. זה סיפק תנאים אידיאליים לחקור את הקשרים בין התנהגות, גורמים פיזיולוגיים, שינויים אפיגנטיים וכושר במונחים של הישרדות ורבייה באוכלוסיית פרא. "אספנו את הדגימות שלנו מבלי לפלוש לחיי הצבועים", אומרים ד"ר מריון ל. איסט ופרופסור ד"ר הריברט הופר, מייסדי פרויקט הצבוע של סרנגטי ומחברי המאמר. "עקבנו אחר חיות המחקר שלנו, אספנו גללים סופר טריים מיד לאחר ייצורם ושמרנו דגימות אפיתל מעיים מפני השטח של הצואה". השימוש בדגימות שנאספו בצורה לא פולשנית הוא אחד מנקודות החוזק של החקירה, משערים המחברים. "שיטת המתילציה לכידה בה השתמשנו מעשירה את ה-DNA המתיל וגם את ה-DNA של יונקים, מה ששיפר את כמות ה-DNA של הצבוע על פני ה-DNA החיידקי ואת איכות נתוני הרצף", מסביר וייריך.

מתילציה של DNA היא שינוי כימי של אבני הבניין הבסיסיות של החומר הגנטי של התא. שינוי זה מתאפשר על ידי העברה של קבוצות מתיל לנוקלאובסים במיקומים מסוימים ב-DNA. מכיוון שהמבנה הבסיסי של הנוקלאובס המתאים אינו משתנה, מתילציה של DNA אינה מוטציה גנטית, אלא שינוי שקובע אם חלק זה של ה-DNA נמצא בשימוש (מופעל) או כבוי. מתילציה של DNA היא השינוי האפיגנטי החשוב ביותר ולפיכך חלק מרכזי בהפיכת המידע הגנטי לזמין לתהליכים הפיזיולוגיים בתוך התא.

צבועים מנומרים הם חברתיים מאוד ומהווים מודל להבדלים הקשורים לסטטוס חברתי בתכונות היסטוריות החיים המלווים בהבדלים בתהליכים פיזיולוגיים ובריאות. בשבטים של צבועים, הנקבות וצאצאיהן שולטים מבחינה חברתית בכל הזכרים המהגרים, והמעמד החברתי "נורש" מבחינה התנהגותית לגורים מאמהות שזוכות להרשאות הקשורות למעמד חברתי אימהי. "כמו במינים מסוימים של פרימטים, צבועים צעירים מקבלים תמיכה חברתית מאמהותיהם במהלך אינטראקציות עם חברי הקבוצה. מאלה הם לומדים שהם יכולים לשלוט בכל הפרטים הכנועים לאמם, אך צריכים להיכנע לאלה שאמם כנועה להם. ", מסביר מזרח. לכן, מעמד חברתי יציב וצפוי מכיוון שהוא נקבע על ידי קשרים משפחתיים ומוסכמות התנהגותיות.

"בנוסף, ההשפעות של מעמד חברתי על מסלולי היסטוריית החיים והבריאות עוברות בדרך כלל על פני דורות", מוסיף הופר. לדוגמה, לנקבות בדרגים גבוהים יש גישה עדיפות למשאבים בטריטוריה של החמולה ואינן צריכות לנסוע כמו לנקבות בדרג נמוך כדי למצוא מזון. לכן הם נוכחים הרבה יותר במאורה הקהילתית ומיניקים בתדירות גבוהה יותר את ילדיהם. הגורים התלויים בחלב נהנים באופן לא פרופורציונלי בשלב מוקדם זה בחייהם – על ידי גדילה מהירה יותר, בעלי סיכוי גבוה יותר לשרוד לבגרות ולהתחיל רבייה בגיל מוקדם יותר מאשר צאצאים של נקבות בדרג נמוך.



קישור לכתבת המקור – 2024-03-28 22:26:33

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
MAGNEZIX מגנזיקס

עוד מתחומי האתר