Автор : : Kaja Skjærven
Стаття від : 25 червня 2025 року
Переклад зроблено фахівцями Державної установи “Методично-технологічний центр з аквакультури”
Photo: Kaja Skjærven / IMR
Рибоводи можуть впливати на характеристики риби через корм. Поведінка та умови навколишнього середовища впливають на експресію генів. Нове дослідження демонструє, як епігенетика може мати велике значення для галузі аквакультури.
Aвторка: Kaja Skjærven, Institute of Marine Research (IMR)
“Епі”, що походить з грецької мови, означає “на” або “над”. Епігенетика описує шар інформації – мітку, якщо хочете – яка додається до гена і регулює його використання.
Невеликі епігенетичні мітки можуть прикріплюватися до генів протягом життя організму, фіксуючи вплив навколишнього середовища на експресію генів в організмі. Специфічні мітки також можуть передаватися від батьків до наступного покоління, впливаючи таким чином на успадкування характерних ознак (фенотипів).
Іншими словами, стара фраза про те, що “старі звички вмирають важко”, може бути не тільки вкоріненою у свідомості через шаблони мислення, але й закріпленою у ваших генах
Дослідження спиралось на знання про мишей
Одне з найважливіших епігенетичних досліджень показало, що харчування матері-миші визначає, чи стануть її дитинчата жовтими і товстими, чи коричневими і худими.
Захоплені цим результатом, ми почали досліджувати, чи впливає на фенотип риб також епігенетичний вплив корму, який вони отримують.
Це має велике значення в аквакультурі, оскільки мітки можуть або стимулювати розвиток корисних ознак, або, можливо, перешкоджати розвитку сильної, міцної риби.
Мітки можуть успадковуватися у риб
Спочатку ми використовували даніо, щоб перевірити, чи впливає корм, який давали рибам, на їхнє потомство.
В одному з експериментів ми давали батькам риб корм з низьким вмістом вітаміну В, тоді як потомство отримувало достатню кількість вітаміну В. Потім ми порівняли їх з контрольною групою, де і батьки, і потомство отримували достатню кількість вітаміну В (див. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27731423/ ).
Коли нащадки досягли дорослого віку, ми уважніше дослідили їхні печінки.
Перше, що ми помітили, це те, що печінка в експериментальній групі була світлішою, ніж у контрольній групі. Більш детальне дослідження показало, що клітини печінки містили більше жиру, який асоціюється з поганим здоров’ям.
Крім того, аналіз показав, що гени, які беруть участь у регуляції жирової тканини, по-різному використовувалися в обох групах.
Тисячі міток на ДНК нащадків були змінені під впливом кількості вітаміну В у кормі, який споживали батьки.
Це був перший результат, який підтвердив, що корм для риб може впливати на здоров’я через епігенетику риб’ячого потомства, або через зміни успадкованих тегів на ДНК, або через поживні речовини, що виділяються в жовтковому мішку (див. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29445184/ ).
Результат вказує на можливість для індустрії аквакультури епігенетично контролювати фенотип риби, яку вона виробляє, гарантуючи, що корм батьків не стане старою звичкою, яка важко вмирає у їхніх нащадків..
Дози мікроелементів впливають на епігенетичні мітки лосося
Нещодавно ми завершили дослідницький проект по лососю, в якому ми розглянули чотири епігенетичні питання, що мають відношення до галузі аквакультури.
Перше питання, яке ми хотіли розглянути, полягало в тому, чи впливають інгредієнти корму, яким годують лосося, на мітки та спосіб використання генів.
Виявилося, що мікроелементи в кормі можуть безпосередньо впливати на мітки в залежності від дози. Особливо це стосувалося генів, які відіграють ключову роль у регуляції жиру (див. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33315488/ ).
Якщо інгредієнти корму не відповідають потребам риби, мітки можуть стати старою звичкою, яка важко відмирає і тим самим послаблює здоров’я риби.
Епігенетична підготовка пресмолтів
Другим питанням, яке ми досліджували, було те, чи впливають мікроелементи в кормі на ріст під час смолтифікації шляхом регулювання епігенетичних міток, які регулюють, які гени є експресивними.
Знову ж таки, ми спостерігали, що корм впливав на те, як гени використовувалися до початку смолтифікації. Але вплив був більшим через три місяці після смолтифікації, в той час як ріст на стадії пост- смолту покращився (see https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34176547/ ).
Ці результати показали, що корм, який дається на стадії пресмолту, може стати основою для успішної смолтифікації. Результати, що стосуються епігенетичних міток, будуть опубліковані у 2022 році.
Для індустрії аквакультури умови навколишнього середовища, в яких утримуються пре-смолти, можуть мати життєво важливе значення. Якщо умови навколишнього середовища несприятливі, мітки можуть стати старою звичкою, яка важко відмирає, незалежно від того, як з ними поводяться на стадії пост-смолту
Тривалість нересту впливає на епігенетичне успадкування
Третє питання, яке ми досліджували, – чи може час нересту лосося вплинути на його потомство.
Тут ми ще не закінчили аналіз міток. Але попередні результати показують, що рівень мікроелементів в ікрі змінювався в залежності від часу нересту (див. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32376458/ ), а також нову статтю, яка була прийнята до публікації в журналі Aquaculture).
Масштаб цих результатів – іншими словами, залежність епігенетичних міток від мікроелементів, результати, що стосуються того, як використовуються гени, і поглиблений аналіз міток – дозволяє припустити, що основи для різних фенотипів закладені через «успадкування» від матері.
“Успадкування” включає як успадковані мітки на материнській ДНК, так і вплив через вміст жовткового мішка, включаючи рівень мікроелементів. Генетичний матеріал плідників (послідовність ДНК) у різні досліджувані сезони нересту походив з однієї лінії плідників, і всі ікринки були запліднені одним і тим же батьком.
Для аквакультури існує можливість регулювати фактори навколишнього середовища (харчування, режими годівлі, вміст поживних речовин, температуру і світло), яким піддаються плідники, щоб точно налаштувати епігенетичні мітки у потомстві і таким чином змінити специфічні ознаки (фенотипи).
Чи є епігенетична спадковість від батька?
У кількох модельних організмах було виявлено, що успадковані мітки батька також можуть передаватися нащадкам.
Ми почали з аналізу того, чи може харчування батька-плідника впливати на епігенетичні мітки в тканинах, що містять ДНК, які будуть передані наступному поколінню. Результати показали, що мітки на ДНК в тканині гонад також дуже чутливі до харчування батька-плідника (див. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35144563/). Наразі невідомо, чи передаються ці мітки наступному поколінню, але на основі досліджень за участю інших модельних організмів можна припустити, що так.
З вищесказаного зрозуміло, що епігенетичні дослідження мають велике значення для аквакультури. Серед іншого, вони можуть виявити способи, за допомогою яких рибоводи можуть найкраще адаптувати своїх риб до життя в саджалці, коригуючи успадковані мітки, щоб старі звички їхніх матерів та/або батьків не передалися нащадкам.
Посилання на оригінал цієї статті : FISH FARMERS CAN INFLUENCE THE TRAITS OF FISH THROUGH THE FEED
