_ Când inegalitatea este mai mare decât „până la nivelul pielii”: statutul social lasă urme în epigenomul hienelor pete din Tanzania

La mamifere, comportamentul social și statutul social pot influența în mod substanțial supraviețuirea, performanța reproductivă și sănătatea indivizilor. Cu toate acestea, nu este încă pe deplin înțeles cum se reflectă traducerea factorilor sociali și de mediu în fiziologia unui organism în procesele moleculare.

Acum, oamenii de știință de la Departamentul de Genetică Evoluționară Leibniz-IZW și Serengeti Proiectul Hyena de la Departamentul de dinamică ecologică al Leibniz-IZW a constatat că statutul social a influențat tiparele epigenetice, mai precis, metilarea ADN-ului atât la femelele tinere, cât și la femelele adulte (Crocuta crocuta), care determină activarea genelor.

„Am putea, pentru prima dată, să furnizăm dovezi pentru semnături epigenetice ale inegalităților sociale atât la hienele pătate tinere, cât și la adulți”, spune dr. Alexandra Weyrich, șeful grupului de lucru „Epigenetica vieții sălbatice” din cadrul Departamentului de Genetică Evoluționară Leibniz-IZW și autor principal al lucrării.

Coautor Dr. Sarah Benhaiem, co-șef al departamentului. Proiectul Hiena din Serengeti, explică: „Bănuim că acest lucru poate fi determinat de diferențele de comportament și în special de utilizarea mai mare a călătoriilor de hrană pe distanțe lungi de către femele de rang inferior decât de rang înalt — acestea din urmă monopolizează resursele pe teritoriul clanului lor”.

Interesant, aceste gene au fost mai mult metilate (sau hipermetilate) la femelele adulte de rang inferior, dar nu la pui. Acest lucru ar putea indica o adaptare a femelelor adulte de rang inferior la costurile energetice mai mari ale navetei frecvente pe distanțe lungi, un comportament care nu este afișat de pui.

„Deși consecințele fiziologice exacte ale hipermetilării observate rămân de investigat. , aceste constatări sunt în concordanță cu observațiile noastre și indică legătura lipsă căutată dintre factorii sociali și fiziologici", concluzionează Weyrich și Benhaiem.

Analizele s-au bazat pe expertiza în epigenetică a Leibniz-IZW ca precum și asupra cercetării pe termen lung asupra hienelor pătate din Serengeti, care au început în 1987. Femelele din această investigație sunt cunoscute individual, iar statutul lor social a fost urmărit de generații. Acest lucru a oferit condiții ideale pentru a studia legăturile dintre comportament, factori fiziologici, modificări epigenetice și fitness în ceea ce privește supraviețuirea și reproducerea într-o populație sălbatică.

„Ne-am colectat probe fără a invada viața hienelor.” spun dr. Marion L. East și profesorul dr. Heribert Hofer, fondatorii proiectului hiena din Serengeti și co-autori ai lucrării. „Am urmărit animalele noastre de studiu, am colectat excremente foarte proaspete imediat după ce au fost produse și am conservat mostre de epiteliu intestinal de la suprafața fecalelor”.

Folosirea probelor recoltate într-o manieră neinvazivă este unul dintre punctele forte ale investigației, presupun autorii. „Metoda de captare de metilare pe care am folosit-o îmbogățește ADN-ul metilat, precum și ADN-ul mamiferelor, ceea ce a îmbunătățit cantitatea de ADN de hienă față de ADN-ul bacterian și calitatea datelor de secvențiere”, explică Weyrich.

Metilarea ADN-ului este o substanță chimică. modificarea elementelor de bază ale materialului genetic al unei celule. Această modificare este posibilă prin transferul grupărilor metil la nucleobaze în anumite poziții din ADN.

Deoarece structura de bază a nucleobazei respective este nealterată, metilarea ADN-ului nu este o mutație genetică, ci o modificare care determină dacă această parte a ADN-ului este „utilizată” (activată) sau oprită. Metilarea ADN-ului este cea mai importantă modificare epigenetică și, prin urmare, o parte esențială a punerii la dispoziție a informațiilor genetice pentru procesele fiziologice din interiorul unei celule.

Hienele pete sunt extrem de sociale și un model pentru diferențele legate de statutul social în trăsături ale istoriei vieții care sunt însoțite de diferențe de procese fiziologice și de sănătate. În clanurile de hiene, femelele și urmașii lor domină social pe toți masculii imigranți, iar statutul social este „moștenit” comportamental de puii de la mame care câștigă privilegii asociate cu statutul social matern.

„Ca și în cazul unor specii de primate, tinerii hienele primesc sprijin social de la mamele lor în timpul interacțiunilor cu membrii grupului. De acolo, ei învață că pot domina toți indivizii care sunt supuși mamei lor, dar trebuie să se supună celor cărora mama le este supusă", explică East. Prin urmare, statutul social este stabil și previzibil, deoarece relațiile familiale și convențiile comportamentale o determină.

„În plus, efectele statutului social asupra traiectoriilor istoriei vieții și asupra sănătății sunt transmise de obicei de la generație la alta”, adaugă Hofer. De exemplu, femelele de rang înalt au acces prioritar la resursele din teritoriul clanului și nu au nevoie să facă naveta la fel de mult ca femelele de rang inferior pentru a găsi hrană.

De aceea, sunt mult mai des prezente la bârlogul comunal și mai frecvent își alăptează puii. Puii dependenți de lapte beneficiază în mod disproporționat în această etapă timpurie a vieții lor - crescând mai repede, având șanse mai mari de a supraviețui până la maturitate și începând reproducerea la o vârstă mai devreme decât descendenții femelelor de rang inferior.

Cercetarea este publicată în revista Communications Biology.

(Fluierul)