Descobreixen a Barcelona que la “memòria” ambiental es transmet fins a 14 generacions

En una investigació liderada pel Dr. Ben Lehner, cap de grup a la Unitat EMBL-CRG de Biologia de Sistemes del Centre de Regulació Genòmica i per la Dra. Tanya Vavouri a l’Institut de Recerca contra la Leucèmia Josep Carreras i l’Institut de Recerca Germans Trias i Pujol, els investigadors van observar que l’impacte en els canvis ambientals es podia transmetre en els gens de fins a 14 generacions. Els científics estudiaven uns cucs anomenats C. elegans als que, mitjançant tècniques d’enginyeria genètica, van introduir un xip transgènic que és una llarga cadena de còpies repetides d’un gen que codifica per una proteïna fluorescent.

Quan els cucs estaven a 20ºC, el xip transgènic era menys actiu, emetent només una petita quantitat de proteïna fluorescent. Però en canviar els animals a un clima més càlid (25ºC), l’activitat del xip trasngènic s’incrementava de forma significativa, fent que els animals emetessin una brillant fluorescència quan se’ls observava amb llum ultraviolat al microscopi.

En tornar els cucs a la seva temperatura ambiental habitual i més freda, els seus transgens continuaven molt actius, cosa que suggereix que d’alguna manera estaven retenint la “memòria” a la seva prèvia exposició a la calor. Curiosament, els nivells alts d’activitat es van transmetre a la seva descendència i fins a set generacions més tard. Això, tenint en compte que tots aquests descendents només havien estat a 20ºC i mai van ser exposats a calor, fins i tot quan els animals d’origen només havien estat exposats a altes temperatures per un període breu de temps. El nombre de generacions afectades s’incrementa considerablement en exposar els cucs de les cinc primeres generacions a 25ºC.

Després, l’efecte fluorescent es mantenia durant, almenys, catorze generacions. Malgrat aquest fenomen ja s’havia observat en altres espècies d’animals – per exemple en la mosca del vinagre, cucs i mamífers, inclosos els humans – tendia a dissipar-se al cap de poques generacions. Aquests nous resultats, que es publiquen demà divendres 21 d’abril a la revista Science, són la mostra més duradora de la preservació d’un canvi ambiental en la memòria al llarg de generacions mai observada fins ara. “Vam descobrir aquest fenomen per causalitat, però demostra que és certament possible transmetre informació sobre l’ambient al llarg de les generacions,” explica Lehner. “Encara no sabem ben bé per què passa però podria ser una forma biològica de planificació anticipada,” afegeix el primer autor de l’estudi, Adam Klosin. “Els cucs són efímers, amb una vida curta, així que potser el fet de transmetre la memòria de les condicions viscudes en generacions prèvies pot ajudar els seus descendents a predir quin ambient probablement trobaran en el futur,” conclou Vavouri.

Comparant els transgens que eren menys actius amb aquells que havien estat activats per les temperatures altres, Lehner i el seu equip van descobrir diferències crucials en un tipus de “marcador” molecular unit a les proteïnes que s’encarreguen d’empaquetar el gens. Aquest “marcador” o “etiqueta” molecular es coneix científicament com a metilació de la histona*. Els transgens d’aquells animals que sempre s’havien mantingut a 20ºC tenien alts nivells de metilació de la histona, el què s’associa a gens silenciats. En canvi, els cucs que s’havien exposat a 25ºC havien perdut aquests marcadors de metilació a la histona.

El més important és què, aquests darrers, encara mantenien nivells baixos de metilació a la histona quan es tornaven a 20ºC, el què suggereix que aquest mecanisme pot tenir un paper important en el bloqueig de la memòria en els transgens.** Els investigadors també van descobrir que alguns fragments repetitius del genoma normal dels cucs, que tenen certa semblança als xips transgènics, també es comporten de la mateixa manera. Això suggereix que aquest és un mecanisme de memòria generalitzat i no està restringit només a gens dissenyats de forma artificial.