Медоносные пчёлы (Apis mellifera) рождаются равными. Но очень скоро они берут на себя обязанности либо матки, либо рабочей пчелы. Происходящие при этом изменения необратимы.

Недавно учёные обнаружили, что рабочие пчёлы в свою очередь проходят обратимые изменения и сопутствующие им модификации генетического кода.

Поясним. Среди рабочих пчёл встречаются разные "профессии". Эти насекомые начинают свою трудовую деятельность как кормилицы, заботясь о пропитании матки и личинок. После этого, по достижении 15-18-дневного возраста, они становятся сборщицами и покидают ульи в поисках пыльцы и нектара.

Исследователи из университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University) , университета Аризоны (Arizona State University) и норвежского университета естественных наук (Universitetet for miljø-og biovitenskap) утверждают, что роль рабочих пчёл в улье сопровождается тонкими изменениями в их ДНК. Причём изменения эти обратимы при смене рода деятельности.

Когда рабочие пчёлы переквалифицируются из сборщиц в кормилицы, то набор индивидуальных внешних и внутренних признаков их организма (фенотип) также изменяется. Такие трансформации называются эпигенетическими изменениями.

Стоит отметить, что эпигенетические механизмы не затрагивают саму последовательность ДНК. Происходит метилирование ДНК: к одному из сегментов ДНК в ходе химической реакции добавляется метильная группа (CH3). Такая трансформация влияет только на экспрессию генов), то есть на процесс преобразования содержащейся в генах информации в функциональный продукт (РНК или какой-либо белок).

Как правило, эпигенетические изменения необратимы. Однако исследование, опубликованное в Nature Neuroscience, предоставляет первый пример обратимых изменений ДНК, напрямую связанных с поведением животных. То есть, после того как пчела возвращается к обязанностям кормилицы, особенности метилирования её ДНК снова меняются.

Группа исследователей под руководством Эндрю Фейнберга (Andrew Feinberg) и Гро Амдама (Gro Amdam) заставила пчёл-сборщиц вернуться к обязанностям кормилиц. Для этого, когда первые вылетели на поиск пропитания, они удалили из улья всех кормилиц. Около половины вернувшихся пчёл были вынуждены поменять квалификацию.

Анализ метилирования ДНК в клетках мозга новых кормилиц показал, что шаблон соответствует новой "профессии".

Некоторые специалисты склонны полагать, что результаты исследования не доказывают, что эпигенетические механизмы вызывают различия в поведении. Но неоспоримым является тот факт, что смена типа поведения влечёт за собой смену образцов метилирования ДНК. И это наблюдение первое в своём роде.

Доктор Амдам уверена, что в организме пчелы заложены своеобразные эпигенетические "дорожные карты". "Клетки мозга руководствуются сменой образцов метилирования для правильного управления различными типами поведения", — рассказывает Гро в пресс-релизе университета Аризоны.

Исследователи полагают, что изучение эпигенетических механизмов влияния на поведение у социальных насекомых поможет в понимании некоторых аспектов биологии человека, а также (возможно и в весьма отдалённой перспективе) открывают новые механизмы воздействия на поведение людей.

Доктор Фейнберг отмечает, что эпигенетические эффекты вполне могут проявляться в поведении человека в зависимости от его обучения и свойств памяти, стрессовых реакций и изменения настроения.

"Это вовсе не означает, что искусственное метилирование ДНК может навязать определённую модель поведения. Но возможность обратить вспять появление эпигенетических эффектов, ответственных за физиологические и психические заболевания, могла бы быть крайне интересна. Вероятно, что именно пчёлы в дальнейшем помогут нам разобраться в этом вопросе", — заключает доктор Амдам.