ชุดคำสั่งทางพันธุกรรมที่สำคัญที่สุดที่เราทุกคนได้รับมาจากดีเอ็นเอของเรา, สืบทอดกันมาจากรุ่นสู่รุ่น แต่สภาพแวดล้อมที่เราอาศัยอยู่สามารถทำการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมได้, ด้วย.
เมื่อปีที่แล้ว นักวิจัยค้นพบว่าการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของสิ่งแวดล้อมประเภทนี้สามารถส่งผ่านลงมาได้มหันต์ 14 รุ่นในสัตว์ - ช่วงที่ใหญ่ที่สุดที่เคยพบเห็นในสิ่งมีชีวิต ในกรณีนี้คือราชวงศ์ของค. เอเลแกนส์ไส้เดือนฝอย (พยาธิตัวกลม)
เพื่อศึกษาว่าสภาพแวดล้อมสามารถทิ้งร่องรอยของการแสดงออกทางพันธุกรรมได้นานแค่ไหน ทีมที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากองค์การชีววิทยาโมเลกุลแห่งยุโรป (EMBO) ในสเปน ได้นำหนอนไส้เดือนฝอยที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรมซึ่งมียีนสำหรับโปรตีนเรืองแสง เมื่อเปิดใช้งาน ยีนนี้จะทำให้หนอนเรืองแสงภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต
จากนั้นพวกเขาก็เปลี่ยนสิ่งของสำหรับไส้เดือนฝอยโดยการเปลี่ยนอุณหภูมิของภาชนะ เมื่อทีมงานเก็บไส้เดือนฝอยที่อุณหภูมิ 20° เซลเซียส (68° F) พวกเขาตรวจวัดการทำงานของยีนที่ต่ำ ซึ่งหมายความว่าหนอนแทบจะไม่เรืองแสงเลย
แต่ด้วยการเคลื่อนย้ายหนอนไปยังสภาพอากาศที่อบอุ่นกว่า 25° C (77° F) พวกมันก็สว่างขึ้นเหมือนต้นคริสต์มาสเล็กๆ ที่มีหนอน ซึ่งหมายความว่ายีนเรืองแสงมีความเคลื่อนไหวมากขึ้น
อย่างไรก็ตาม วันหยุดพักร้อนของพวกเขาใช้เวลาไม่นาน หนอนถูกย้ายกลับไปยังอุณหภูมิที่เย็นกว่าเพื่อดูว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับการทำงานของยีนเรืองแสง
น่าประหลาดใจที่พวกมันยังคงเรืองแสงเจิดจ้า โดยบอกเป็นนัยว่าพวกเขายังคงรักษา 'ความทรงจำเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม' ของสภาพอากาศที่อุ่นขึ้นเอาไว้ และยีนดังกล่าวยังคงมีการเคลื่อนไหวอย่างมาก
นอกจากนี้ ความทรงจำนั้นยังถูกส่งต่อไปยังลูกหลานของพวกเขาถึงเจ็ดชั่วอายุคนที่เปล่งประกายเจิดจ้า ไม่มีใครเคยสัมผัสกับอุณหภูมิที่อุ่นกว่านี้มาก่อน ลูกหนอนก็สืบทอดสิ่งนี้มาเอพิเจเนติกส์เปลี่ยนแปลงได้ทั้งทางไข่และอสุจิ
ทีมงานผลักดันผลลัพธ์ให้ดียิ่งขึ้นไปอีก โดยเมื่อพวกเขาเก็บไส้เดือนฝอยจำนวน 5 รุ่นไว้ที่อุณหภูมิ 25° C (77° F) จากนั้นจึงกำจัดลูกหลานให้มีอุณหภูมิที่เย็นลง หนอนยังคงมีกิจกรรมการถ่ายทอดยีนที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลา 14 รุ่นอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน
นั่นเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ยาวนานที่สุดเท่าที่เคยสังเกตการถ่ายทอดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่เกิดจากสิ่งแวดล้อม โดยปกติแล้ว การเปลี่ยนแปลงด้านสิ่งแวดล้อมต่อการแสดงออกทางพันธุกรรมจะเกิดขึ้นเพียงไม่กี่ชั่วอายุคนเท่านั้น
“เราไม่ทราบแน่ชัดว่าเหตุใดจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ แต่อาจเป็นรูปแบบหนึ่งของการวางแผนล่วงหน้าทางชีวภาพ”อดัม โคลซิน หนึ่งในทีมกล่าวจาก EMBO และมหาวิทยาลัย Pompeu Fabra ประเทศสเปน
“หนอนมีอายุสั้นมาก ดังนั้นบางทีพวกมันอาจถ่ายทอดความทรงจำเกี่ยวกับสภาวะในอดีต เพื่อช่วยให้ลูกหลานของพวกเขาทำนายว่าสภาพแวดล้อมของพวกเขาจะเป็นอย่างไรในอนาคต”เพิ่มผู้ร่วมวิจัย Tanya Vavouriจากสถาบันวิจัยโรคมะเร็งเม็ดเลือดขาว Josep Carreras ประเทศสเปน
มีเหตุผลว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์จึงหันไปหาค. เอเลแกนส์ในฐานะสิ่งมีชีวิตต้นแบบ - ท้ายที่สุดแล้ว 14 รุ่นเหล่านั้นก็ใช้เวลาเพียงเท่านั้นใช้เวลาในการพัฒนาประมาณ 50 วันแต่ยังคงสามารถให้เบาะแสสำคัญแก่เราเกี่ยวกับการถ่ายทอดการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมของสิ่งแวดล้อมในสัตว์อื่น ๆ รวมถึงมนุษย์อย่างไร
มีตัวอย่างปรากฏการณ์นี้มากมายในเวิร์มและหนูแต่การศึกษาการถ่ายทอดทางพันธุกรรมของอีพิเจเนติกส์ในสิ่งแวดล้อมในมนุษย์เป็นหัวข้อที่มีการถกเถียงกันอย่างถึงพริกถึงขิง และยังมีอีกหลายสิ่งที่เราไม่รู้
"ผลกระทบที่สืบทอดมาในมนุษย์นั้นวัดได้ยากเนื่องจากใช้เวลานานและความยากลำบากในการเก็บบันทึกที่แม่นยำ"กล่าวถึงบทวิจารณ์ล่าสุดครั้งหนึ่งของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม
แต่งานวิจัยบางชิ้นชี้ให้เห็นว่าเหตุการณ์ต่างๆ ในชีวิตของเราสามารถส่งผลต่อพัฒนาการของลูกๆ ของเราและแม้กระทั่งหลานๆ ของเราได้จริงๆ โดยไม่ต้องเปลี่ยน DNA
ตัวอย่างเช่น,การศึกษาได้แสดงให้เห็นว่าทั้งลูกและหลานของผู้หญิงที่รอดมาได้ความอดอยากของชาวดัตช์ในปี พ.ศ. 2487-45พบว่ามีการแพ้กลูโคสเพิ่มขึ้นในวัยผู้ใหญ่
นักวิจัยคนอื่นๆ ได้พบว่าทายาทของผู้รอดชีวิตจากการฆ่าล้างเผ่าพันธุ์มีฮอร์โมนคอร์ติซอลในระดับต่ำกว่า ซึ่งช่วยให้ร่างกายสามารถฟื้นตัวได้หลังการบาดเจ็บ
การศึกษาเกี่ยวกับไส้เดือนฝอยในปี 2560 ถือเป็นก้าวสำคัญในการทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับมรดกทางอีพีเจเนติกส์ของเรา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เนื่องจากการศึกษานี้ทำหน้าที่เป็นการสาธิตที่น่าทึ่งว่าผลกระทบระหว่างรุ่นเหล่านี้อาจยาวนานเพียงใด
ผลการวิจัยถูกตีพิมพ์ในศาสตร์-
บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรกในเดือนเมษายน 2017
