Шведские экологи обнаружили, что молекулы гербицида линурона вызывают сотни изменений в структуре белковой «упаковки» ДНК лягушек, что приводит к развитию сбоев в работе эндокринной системы и нарушает процесс определения пола лягушек сразу у нескольких поколений земноводных, чьи предки контактировали с этим веществом. Об этом сообщила пресс-служба Стокгольмского университета.
«Полученные сведения подтверждают ранее выдвинутую нами гипотезу о том, что контакт с линуроном приводит к появлению изменений в структуре эпигенома, которые передаются от поколения в поколение. Мы обнаружили, что эти перемены в уровне активности генов особенно сильно затрагивают те участки ДНК, которые отвечают за работу гормональной системы и развитие половых клеток», — заявила доцент Университета Уппсалы Сесилия Берг, чьи слова приводит пресс-служба Стокгольмского университета.
Исследователи пришли к такому выводу в ходе экспериментов, где они наблюдали за изменениями в работе организма лягушек вида Xenopus tropicalis при контакте с линуроном. Линурон представляет собой популярный в прошлом гербицид, который широко использовался для защиты посадок сои и других культурных растений от сорняков.
В середине прошлого десятилетия экологи обнаружили, что контакт с линуроном вызывает сбои в работе половых и прочих гормонов в организме лягушек и многих других водных животных. Эти открытия привели к запрету на использование линурона в странах Европейского союза и в некоторых других государствах, а также заставили изучить то, как именно этот гербицид вызывает сбои в работе организма животных.
частности, ученые обнаружили, что линурон меняет активность нескольких сотен генов в клетках мозга и половых органов лягушек, причем аномалии в работе этих участков ДНК сохраняются на протяжении как минимум трех поколений земноводных. Сбои в работе этих генов объясняются тем, что линурон поменял структуру особых меток на поверхности белковой «упаковки» ДНК, которые влияют на характер считывания расположенных рядом с ними участков генома.
Последующий анализ изменений в структуре этих меток помог ученым выявить сдвиги в работе генов, которые ведут к развитию ожирения у лягушек, ухудшают их реакцию на метаболический стресс, а также способствуют появлению сбоев в выработке тестостерона и гормонов щитовой железы и нарушений полового поведения. Понимание этого поможет понять, какую роль пестициды и гербициды могут играть в резком сокращении в численности амфибий, которое наблюдается в последние десятилетия.
Характер работы фактически всех генов зависит не только от их структуры, но и от так называемых эпигенетических факторов — того, как «упакована» та часть нити ДНК, где они находятся, и как она взаимодействует с окружающими сегментами генома. За последние годы ученые открыли десятки клеточных механизмов, которые повышают или понижают активность генов при помощи особых меток, которые наносятся на белковую упаковку или на саму нить ДНК.
Подобные изменения в структуре ДНК часто передаются по наследству. С одной стороны, это позволяет животным и растениям быстро приспосабливаться к переменам в состоянии окружающей среды, а с другой — часто ведет к развитию нарушений в работе организма детей и внуков в результате контактов их родителей с токсинами.