这些发光蠕虫证明,环境变化可影响基因长达14代

A resident holds the hand of a nurse at the SenVital elderly home in Kleinmachnow outside Berlin May 28, 2013. Facing an acute shortage of skilled applicants among its own workforce, German institutions in the care sector increasingly turn to southern European countries to hire trained nursing staff who are willing to work abroad despite the language barrier in order to escape unemployment at home. The SenVital home for the elderly outside Berlin has accepted five qualified nurses from Spain as their staff, providing eight months of language training and additional care schooling needed to attain the German nursing concession. Some 100 Spaniards applied for the ten vacancies SenVital had advertised across its various houses. REUTERS/Thomas Peter (GERMANY - Tags: HEALTH BUSINESS EMPLOYMENT) - RTX103ZD
These researchers genetically modified nematode worms to carry a transgene that would allow them to glow under ultraviolet light.Image: REUTERS/Thomas Peter
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研究人员发现,一种转基因线虫体内能使其发光的基因,已传递了14代。

发光吧,小小萤虫

大多数人至少熟悉遗传学中最基本的概念:遗传。如果你的生父母都是棕发,那么你很可能也会是棕发。如果父母、祖父母和姑姨中都有人患有某种特定的遗传相关疾病,你患病的风险可能会更高。在一定程度上,我们的血脉决定了基因如何表达、我们的外貌、衰老方式和生活方式。然而,西班牙欧洲分子生物学组织(EMBO)的研究人员最近开展的一项研究表明,表观遗传记忆能够传递惊人的14代。一种能使某类转基因线虫发光的基因,已传递了14代。也就是说,那是你的高高高高高高曾祖辈——嗯,你明白我的意思。

这些研究人员对线虫进行了基因改造使其携带一种转基因,从而能在紫外线下发光。通过改变温度,他们发现,蠕虫温暖时,这种荧光能力活跃得多。然而,蠕虫从阳光下转移到较凉爽的环境后,仍保持着明亮的光芒。这表明它们“记住”了先前的环境条件。令人惊讶的是,尽管后代经历了14代温度波动,这些蠕虫似乎仍保留着这种能力。

这项研究不仅展示了表观遗传记忆的惊人能力,也说明环境会对我们产生影响。DNA在我们的一生中为身体提供指令,而环境也可能产生重大且持久的影响。

Image: 基因组调控中心

DNA记忆的未来

严格来说,这项研究确实很酷。我们看到蠕虫连续14代发光,这是一种此前从未观察到的遗传记忆。不过,这项发现不只是新奇有趣:它或许能帮助我们更好地了解所有物种(包括人类)的基因如何遗传并受到环境影响。一个例子是,近期的人类遗传学研究让我们能够更准确地预测阿尔茨海默病的患病风险。特拉维夫大学的研究人员通过最新研究进一步探究表观遗传记忆:他们正努力找出一种机制,揭示环境影响如何代代相传。

随着我们对表观遗传记忆的认识不断加深,也更加了解性状如何遗传,这可能对人类和动物健康产生重大影响。遗传相关疾病每年仍夺去无数人的生命;我们越了解这类疾病如何传给下一代,就越能有效预防和治疗。从眼睛的颜色到发光的能力(遗憾的是,我们还没有这种能力——目前),我们都受到祖先、DNA和环境的塑造。我们越了解这些因素如何相互作用,受益就越大。

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