我们得到的最重要的一组遗传指令来自我们的DNA,代代相传。 但我们生活的环境可以进行基因改变, 也。
去年,研究人员发现这些环境基因变化可以遗传多达14代在动物身上? 有史以来在生物中观察到的最大跨度,在这种情况下是一个王朝线虫线虫(蛔虫)。
为了研究环境能够在基因表达上留下痕迹多久,由西班牙欧洲分子生物学组织 (EMBO) 科学家领导的一个团队采用了基因工程线虫,这些线虫携带转基因对于荧光蛋白。 当激活时,该基因使蠕虫在紫外线下发光。
然后,他们通过改变容器的温度来改变线虫的情况。 当研究小组将线虫置于 20 摄氏度(68 华氏度)的环境中时,他们测量到转基因的活性较低,这意味着线虫几乎不发光。
但通过将这些蠕虫转移到 25°C(77°F)的温暖气候中,它们突然像小蠕虫圣诞树一样发光,这意味着荧光基因变得更加活跃。
然而,他们的热带假期并没有持续多久。 将蠕虫移回到较低的温度,以观察荧光基因的活性会发生什么变化。
令人惊讶的是,它们继续发出明亮的光芒,这表明它们保留了气候变暖的“环境记忆”? 并且转基因仍然高度活跃。
此外,这种记忆被传给了他们的后代,延续了七代,而他们中没有一个人经历过更温暖的气温。 幼虫继承了这一点表观遗传通过卵子和精子发生变化。
研究小组进一步推动了这一结果——当他们将五代线虫置于 25° C (77° F) 下,然后将其后代放逐到更低的温度时,线虫在前所未有的 14 代中继续具有更高的转基因活性。
这是科学家观察到环境引起的基因变化传递时间最长的一次。 通常,基因表达的环境变化只会持续几代人。
“我们不知道为什么会发生这种情况,但这可能是生物前瞻性规划的一种形式,”团队成员亚当·克洛辛 (Adam Klosin) 说道来自西班牙 EMBO 和庞培法布拉大学。
“蠕虫的寿命非常短,因此它们可能会传递过去情况的记忆,以帮助它们的后代预测未来的环境。”添加了联合研究员 Tanya Vavouri来自西班牙何塞普·卡雷拉斯白血病研究所。
科学家们转向的原因是线虫作为一个模式生物——毕竟,这14代只需要大约需要 50 天的开发时间,但仍然可以为我们提供有关环境基因变化如何在包括人类在内的其他动物中传递的重要线索。
这种现象的例子有很多蠕虫和老鼠但人类环境表观遗传的研究是一个备受争议的话题,还有很多我们不知道的事情。
“由于世代时间长且难以准确保存记录,人类的遗传效应很难测量,”指出最近的一篇评论表观遗传。
但一些研究表明,我们生活中的事件确实可以影响我们的孩子甚至孙子的发育 - 而这一切都不会改变 DNA。
例如,研究表明幸存下来的妇女的子孙1944-45 年荷兰饥荒发现成年后葡萄糖不耐症增加。
其他研究人员发现,大屠杀幸存者的后裔皮质醇激素水平较低,有助于身体在创伤后恢复。
2017 年对线虫的研究是朝着更多地了解我们自身表观遗传的方向迈出的重要一步,特别是因为它有力地证明了这些代际效应可能有多持久。
研究结果发表于科学。
本文的一个版本于 2017 年 4 月首次发布。