Клетки хранят память о несчастной любви

Оказывается, любовные неудачи не проходят бесследно для организма — память о них сохраняется на клеточном уровне. Более того, эти молекулярные изменения делают неудачника менее восприимчивым к дальнейшем попыткам склонить его к "интиму" — он превращается в "разборчивую невесту", предъявляющую к потенциальным партнерам весьма завышенные требования.

Фото:

В последнее время молекулярные биологи все чаще находят доказательство тому, что самые разные события, происходящие с живыми существами, могут оставлять память о себе на клеточном уровне. Это выражается в изменении интенсивности синтеза какого-нибудь белка, метилировании ДНК и т. п. Таким образом, наши клетки сохраняют память о многом из того, что когда-то происходило с нами — например, если у человека было трудное детство, то изменения, произошедшие в связи с этими обстоятельствами на молекулярном уровне, сохранятся на всю жизнь.

Но могут ли отражаться на клеточном уровне такие вещи, как несчастная любовь? Биологи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха обнаружили, что да — любовные неудачи так же фиксируются в клеточной летописи в виде накопления определенных веществ. Правда, пока этот феномен открыт только лишь для клеток микроскопических грибов дрожжей (род Saccharomyces). Но подобный механизм записи историй о любовных неудачах также неоднократно отмечался и у мушек-дрозофил (Drosophila melanogaster) — так что не исключено, что он вообще весьма распространен в мире живой природы.

Как мы знаем, в основном дрожжи размножаются путем обычного почкования, однако примитивный половой процесс у них тоже наблюдается. Во время него две клетки, имеющие не двойной, а одинарный (гаплоидный) набор хромосом, сливаются вместе, объединяя при этом два генома в один — интересно, что при этом никаких половых различий у таких клеток не наблюдается. Перед слиянием обе гаплоидные выделяют особые химические вещества-феромоны, которые может распознать партнер. Если это произошло, то оба участника процесса спаривания протягивают друг другу специальные выросты, и после того, как те соприкоснутся, происходит то самое слияние клеток, а затем — и их геномов.

Впрочем, подобное не всегда оканчивается удачно — бывает и так, что одна из клеток не распознает феромоны партнера, или же выросты никак не могут соприкоснуться — в этом случае никакого спаривания, как вы понимаете, не происходит. Образно выражаясь, перед нами во всей красе предстает случай типичной неудачи в амурных делах.

Каким же образом клетки "запоминают" это трагическое событие? Весьма оригинальным образом — в таких клетках-неудачниках накапливается неактивная форма белка Whi3.

Следует заметить, что данный белок и так присутствует в дрожжевой клетке, но, как выяснили ученые, стоит микроскопическим грибам испытать хотя бы одну любовную неудачу, Whi3 изменяет пространственную конформацию. Эти изменения со временем передаются и другим молекулам. В результате неактивная форма данного белка образует громадные агрегаты, которые сама клетка практически не может разрушить — если это и удается, то только с большими энергозатратами. Однако самое интересное заключается в том, что эти агрегаты существенно влияют на способность к дальнейшему половому размножению "неудачников".

Ученые установили, что дрожжевая клетка, в которой имеются залежи неактивного Whi3 при следующей попытке полового размножения будет куда менее чувствительна к феромонам, которые выделяет ее партнер. И если таких веществ окажется недостаточно, то весьма велик шанс того, что этот "неудачник" просто не будет обращать внимание на призывы сородичей к спариванию. В итоге те перестанут тратить на него силы и отправятся заключать брачный союз с более "сговорчивыми" клетками, а жертва несчастной любви до конца жизни будет вынуждена заниматься исключительно бесполым размножением.

Таким образом, оказалась, что даже одна неудача в любовных делах может на всю жизнь лишить клетку возможности размножаться половым способом. Ведь согласно наблюдениям швейцарских биологов, чем старше становится такая клетка, тем сложнее оказывается ей найти себе брачного партнера — если число разочарований со временем растет, то и белковые агрегации все накапливаются и накапливаются, делая грибок совсем нечувствительным к феромональным любовным "серенадам". Лишь в очень редких случаях неудачнику все же удается очистить свою память. Кроме того, ученые выяснили, что и к дочерним клеткам, образовавшимся в результате почкования такой жертвы несчастной любви, "груз памяти" не переходит, поэтому им не возбраняется участие в половом процессе.

Однако какой смысл в этом механизме с эволюционной точки зрения? Исследователи считают, что дело тут вот в чем. Известно, что дрожжам приходится все время делать весьма непростой выбор — или размножаться быстро бесполым образом, но при этом снижать генетическую вариабельность популяции, или же размножаться половым способом, увеличивая при этом генетическое разнообразие потомства, но тратя на это много энергии. Когда клетка дрожжей чувствует феромональный "любовный призыв", то она "отключает" у себя на молекулярном уровне механизм бесполого деления, готовясь тем самым к половому процессу, то есть жертвует количеством потомства ради его качества.

Однако совершенно никто не гарантирует того, что потенциальный партнер не окажется обычным… обманщиком, который таким образом тормозит размножение конкурентов (подобные случаи уже были описаны у дрожжей). Таким образом, жертва несчастной любви, становясь с каждым таким обманом менее чувствительной к феромональным "ухаживаниям", в конце-концов, просто поднимает ставку: потенциальный партнер должен действительно доказать, что он намерен вступить в половое размножение, и доказать это возможно лишь выделяя куда большее количества феромонов. Это очень похоже на поведение "разборчивых невест" рода человеческого, которые, обжегшись на первой любви, после этого предъявляют всем претендентам на руку и сердца чрезвычайно завышенные требования.

Читайте также: Выбор супруга осуществляют… гены

Интересно, что нечто похожее происходит у мушек-дрозофил — когда самка по какой-то причине отвергает самца, в его синапсах (местах контактов нервных клеток — Ред.) появляются белковые отложения, которые, скорее всего, также влияют на его дальнейшее брачное поведение. Таким образом, нельзя исключать того, что и у высших животных есть подобный способ запоминания своих любовных неудач. А эволюционный смысл его тот же самый, что и у дрожжей — клеточная память о подобной несчастной любви заставляет организмы в дальнейшем более ответственно подходить к выбору своего брачного партнера…

Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"