Витамин B12 индуцирует память о хищничестве через обеспечение яйцеклеток вителлогенином

Когда еда обучает будущие поколения

Представьте себе еду настолько мощную, что она не только меняет ваше собственное поведение, но и формирует поведение ваших внуков. Это исследование изучает именно такого рода биологическую «память» у крошечных червей, используя знакомый нутриент — витамин B12. Прослеживая, как диета изменяет и структуру тела, и охотничье поведение на протяжении нескольких поколений, авторы раскрывают неожиданный способ, с помощью которого питательные вещества могут оставлять долговременные следы в животных.

Хищник, меняющий форму

Нематода Pristionchus pacificus — это микроскопический червь, который может развивать один из двух типов рта. Одна форма имеет узкий рот, приспособленный для поедания микробов. Другая форма обладает более широким ртом с дополнительными зубцами, превращая червя в хищника, способного атаковать и поедать других нематод. Обе формы исходят из одних и тех же генов; какая из них проявится, зависит от окружающей среды, особенно от рациона. Предыдущие работы показали, что при кормлении этих червей определённой бактерией, Novosphingobium, они быстро переходят в хищническую форму, и, что примечательно, эта склонность к хищничеству сохраняется в течение многих поколений даже после перевода червей обратно на стандартную, менее питательную бактериальную диету.

Витамин B12 как диетический сигнал

Новое исследование было направлено на выявление химического триггера, стоящего за этим долговременным сдвигом к хищничеству. Авторы сосредоточились на витамине B12, нутриенте, который производят некоторые бактерии, но не обычная лабораторная пищевая бактерия Escherichia coli. Добавляя очищенный витамин B12 на пластины с обычными E. coli, они могли имитировать богатую витамином диету без смены вида бактерий. Они обнаружили, что дополнительный витамин B12 немедленно переводил большинство червей в хищническую форму рта. При более высоких дозах этот эффект не ограничивался подвергшихся обработке особями: их потомки, выращенные позже на простых E. coli без добавленного витамина, также продолжали развивать хищнический рот — признак трансгенерационной наследственности индуцированного диетой признака.

Сколько витамина достаточно?

Затем исследователи аккуратно варьировали уровни витамина B12, чтобы проверить чувствительность этой системы памяти. Даже исключительно низкие концентрации были достаточны, чтобы вызвать хищническую форму рта у червей, которые непосредственно испытывали витаминную диету. Однако для передачи склонности к хищничеству будущим поколениям требовались значительно более высокие уровни витамина и несколько поколений воздействия. При промежуточных дозах хищническая предрасположенность проявлялась только у потомков первого поколения, но внуки быстро возвращались к норме — кратковременный эффект, который авторы отличают от истинного многопоколенного наследования. Эти результаты предполагают, что организм должен преодолеть питательный порог, прежде чем диетический опыт будет записан в более долговременную биологическую память.

От витамина к желтку к потомству

Чтобы выяснить, каким образом витамин в кишечнике может влиять на потомков, команда исследовала метаболический аппарат и активность генов у червей. Они показали, что витамин B12 должен проходить через ключевой фермент в так называемом цикле одноуглеродного обмена, который участвует в синтезе метионина — строительного блока для многих клеточных реакций. Черви, лишённые этого фермента, не демонстрировали витамин-индуцированную «память». Дальнейший анализ экспрессии генов выявил, что семейство белков желтка, называемых вителлогенинами, сильно и устойчиво усиливалось при переживании червями витаминно-богатой бактериальной диеты. Эти белки, синтезируемые в кишечнике, обычно транспортируются в развивающиеся яйца в виде питательного пакета. Когда исследователи нарушили единый рецептор, обеспечивающий поглощение этого желтка в герминальную линию, черви по-прежнему могли сами становиться хищниками при соответствующей диете, но теряли способность передавать эту хищническую склонность своим потомкам.

Почему это важно не только для червей

Собрав все кусочки мозаики, исследование приходит к выводу, что витамин B12 делает не только вклад в ежедневный метаболизм: при избытке в течение нескольких поколений он усиливает загрузку питательных веществ в яйца через вителлогенин, и это обогащённое снабжение помогает закрепить у потомков хищнический рот и поведение. Для червя, живущего на разлагающемся трупе жука, где источники пищи меняются и конкуренция высока, такая встроенная, диетически обусловленная «память о хороших охотничьих временах» может давать сильное эволюционное преимущество. В более широком смысле работа предлагает конкретный пример того, как питательные вещества могут формировать признаки и поведение задолго после конкретного приёма пищи, намекая на общие принципы, которые могут быть релевантны и для того, как раннее питание в жизни других животных, включая людей, оставляет длительные следы через поколения.

Цитирование: Quiobe, S.P., Kalirad, A., Zurheide, R. et al. Vitamin B12 induces memory of predation through vitellogenin provisioning. Nat Commun 17, 3408 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-71494-w

Ключевые слова: витамин B12, трансгенерационная наследственность, хищническое поведение, пластичность нематод, материнское обеспечение питательными веществами