我们生命的最初几年对我们大脑的连接起着至关重要的作用。 新的研究表明,我们的经历也可能在基因水平上影响我们神经元的变化。
2018 年的一项研究发现,当幼鼠被母亲忽视时,它们的脑细胞中似乎会触发“跳跃”基因。 这暗示人类存在类似的过程,可以帮助解释某些神经系统疾病的发展。
某些基因自我复制并从一个部分迁移到另一个部分的能力并非未知。 事实上,我们对它们的研究已经有半个多世纪了。
这些代码部分 –称为转座子– 可以产生相邻细胞的镶嵌体,这些细胞在技术上具有略微不同的遗传图谱,即使它们属于同一个体。
“我们被教导说,我们的 DNA 是稳定不变的,正是它造就了我们,但实际上它更具活力,”遗传学家 Fred“Rusty”Gage 解释道来自加利福尼亚州索尔克研究所。
“事实证明,你的细胞中存在能够自我复制和移动的基因,这意味着,在某些方面,你的 DNA 确实会发生变化。”
事实上,脑细胞在生长和分裂时会发生这种情况,这一事实也是众所周知的。 称为长散布核元件 (LINE) 的序列被看到改变位置十多年前从大鼠身上采集的海马细胞正在分裂。
近年来,人们对了解环境条件如何导致 DNA 的外部“表观遗传”变化给予了极大的关注。
有的甚至已经被视为促成因素神经系统疾病发展的背后,例如。
但环境对转座子的影响还没有受到如此严格的审查,可能是因为我们假设我们继承的基因根本不会轻易改变它们的代码。
“虽然我们已经知道细胞的 DNA 可以发生变化一段时间了,但据推测这可能不是一个随机过程,”该研究的第一作者说特雷西·贝德罗西安。
“也许大脑或环境中的某些因素会导致变化或多或少地发生。”
因此,Bedrosian 和 Gage 与另外两名研究人员一起研究了一种称为 LINE-1 逆转录转座子的序列如何在小鼠幼崽分裂的海马细胞中复制并重新定位。
具体来说,他们密切关注幼崽的环境是否对这种基因跳跃过程产生了很大的影响。
研究人员并没有为幼鼠样本创造一个敌对的环境,而是在两周的时间内观察了母亲们如何抚养后代。
然后,根据母亲如何照顾幼崽,将它们分成几组,详细说明它们如何舔舐幼崽、携带幼崽、哺乳和休息。
在分析幼鼠的海马细胞时,他们发现它们所接受的护理类型与 LINE-1 拷贝数之间存在明显的关系。 护理越差,基因自我复制和重新定位的次数就越多。
奇怪的是,研究人员分析的其他类型的转座子并没有出现这种情况,这表明它是该序列特有的。
经过仔细检查,他们发现表观遗传因素是主要原因。 与其他转座子不同,LINE-1 的拷贝带有较少的甲基标记,而甲基是表观遗传编辑的标志。
“这一发现与儿童忽视的研究一致,这些研究也表明其他基因的 DNA 甲基化模式发生了改变,”盖奇说。
“这是一件充满希望的事情,因为一旦你了解了一种机制,你就可以开始制定干预策略。”
您可以在下面的视频剪辑中观看盖奇深入研究更多研究细节。
这对人类究竟意味着什么,还有待未来的研究——但现在,这表明我们的童年经历可能足以对我们的基因水平产生影响。
这项研究发表于科学。
本文的一个版本于 2018 年 3 月首次发布。