Sposób, w jaki larwa okonia widzi świat i jak rozwija się u niej narząd wzroku to wpływ ojca – wykazali naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie. To pierwszy udowodniony czynnik niegenetycznego dziedziczenia ze strony ojca, czyli jego wpływu na jakość potomstwa.
Wiedza o tzw. genach efektu ojcowskiego – czyli genów, na których ekspresję u potomstwa wpływają czynniki ojcowskie obecne w plemnikach – u ryb jest bardzo ograniczona. Aby zbadać ten temat naukowcy z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie przeprowadzili eksperyment zapłodnienia jaj okonia dwoma rodzajami plemników: świeżych i poddanych kriokonserwacji (czyli zamrożonych w bardzo niskich temperaturach), a następnie przeanalizowali transkryptom (zestaw cząsteczek mRNA obecny w określonym momencie w komórce, grupie komórek lub organizmie) u uzyskanego potomstwa w stadium larwalnym. Okazało się, że kriokonserwacja zadziałała jako czynnik pozytywnej selekcji plemników.
Kriokonserwacja jest ogromnym szokiem dla komórek, który przetrwają tylko te najsilniejsze, dlatego plemniki poddane temu procesowi były jakościowo lepsze niż te świeże – wyjaśnia dr hab. Daniel Żarski z Zespołu Biologii Gamet i Zarodka IRZiBŻ PAN w Olsztynie.
Następnie sprawdzono, jak potomstwo – w stanie larwalnym – adaptuje się do życia, czyli do warunków środowiskowych.
W transkryptomie świeżo wyklutych larw znajduje się wszystko, co matka i ojciec przekazali potomstwu; te geny uległy już ekspresji, czyli „zadziałały”, a jeszcze nie wpływają na nie czynniki zewnętrzne. To taki „czysty” zestaw informacji przekazanych od rodziców – tłumaczy Żarski.
I właśnie w takim zestawie naukowcy zidentyfikowali dziesięć genów będących pod kontrolą ojca, które są zaangażowane w rozwój układu wzrokowego. Ponadto wykazali, że lepszy wzrok miały larwy zapłodnione plemnikami po kriokonserwacji, co może świadczyć o lepszej jakości tego potomstwa i lepszym przystosowaniu do startu w samodzielne życie.
Rozwój narządu i układu wzroku jest niezwykle ważnym etapem w procesie rozwoju okonia. Już w stadium larwalnym – kiedy oczy stanowią największy i najważniejszy organ u okonia; ciało rośnie dopiero później – wzrok pozwala się zorientować, gdzie jest światło i następnie, gdzie szukać pożywienia – dodaje badacz.
Zwraca też uwagę, że opisane geny, które warunkują rozwój układu wzrokowego mogą być też powiązane z innymi funkcjami organizmu.
Nasze badanie po raz pierwszy ujawnia znaczący wpływ genomu ojcowskiego na rozwój układu wzrokowego u ryb. Stanowi ono krok milowy do rozwiązania zagadki, jakie czynniki ze strony samicy i/lub samca sprawiają, że jedna ryba z ich potomstwa jest jakościowo lepsza, a druga gorsza – podkreśla dr hab. Daniel Żarski.
Głównym celem jego badań jest poznanie mechanizmu wpływu niegenetycznego dziedziczenia u okonia i zrozumienie, dlaczego jedne ryby lepiej sobie radzą, a inne gorzej. Wyniki mogą się przyczynić do rozwoju nauki w temacie rozrodu i larwikultury ryb okoniowatych, a także w przyszłości mogą być przydatne dla hodowców i ekologów ryb. Projekt rozpoczął się w 2021 i potrwa do 2026 roku. Partnerem IRZiBŻ PAN jest Instytut Rybactwa Śródlądowego im. S. Sakowicza – Państwowy Instytut Badawczy.
źródło: IRZiBŻ PAN