在過(guò)去，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)線蟲(chóng)中的小RNA可能會(huì)給后代的行為造成改變，但其中的具體機(jī)制卻未得到闡明。在本項(xiàng)研究中，特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家們對(duì)此進(jìn)行了探索。
首先，他們把目光投向了一種叫做RDE-4的蛋白。先前研究表明，它是線蟲(chóng)產(chǎn)生小分子干擾RNA（siRNA）的關(guān)鍵。為了了解siRNA在跨代改變行為中的作用，研究人員們首先構(gòu)建了帶有rde-4（−/−）突變，即體內(nèi)缺乏RDE-4蛋白的線蟲(chóng)。按設(shè)想，它們應(yīng)當(dāng)無(wú)法順利合成許多siRNA。
隨后，這些研究人員們又在線蟲(chóng)的神經(jīng)元中特異表達(dá)RDE-4蛋白。這樣做的目的，是讓線蟲(chóng)能夠根據(jù)神經(jīng)活動(dòng)產(chǎn)生siRNA，這方便讓我們觀察這些來(lái)自大腦的siRNA的作用。
接下來(lái)的結(jié)果令人大感振奮。在通常情況下，這些突變的線蟲(chóng)在較高的溫度下，無(wú)法順利找到食物。而當(dāng)這些線蟲(chóng)的神經(jīng)細(xì)胞中特異表達(dá)RDE-4后，這一覓食本領(lǐng)就能得到恢復(fù)。這些結(jié)果表明，神經(jīng)細(xì)胞中產(chǎn)生的siRNA會(huì)影響線蟲(chóng)的覓食行為。
而在3代之后，一些線蟲(chóng)后代由于雜交，基因型恢復(fù)成了rde-4（−/−）。按道理，它們應(yīng)該喪失了高溫下覓食的本領(lǐng)才對(duì)。但研究結(jié)果出乎人們的意料——它們依舊能在惡劣的環(huán)境下尋找到食物，就好像是曾祖父母將這一本事遺傳給了它們一般！
后續(xù)研究揭示了這一現(xiàn)象背后的分子機(jī)理。原來(lái)，隨著神經(jīng)活動(dòng)產(chǎn)生的siRNA，會(huì)直接影響生殖細(xì)胞中一些基因的表達(dá)水平，而這種影響可以傳遞至少3代。
研究人員稱，這一發(fā)現(xiàn)顛覆了現(xiàn)代生物學(xué)的一大教條——人們長(zhǎng)久以來(lái)認(rèn)為，環(huán)境影響應(yīng)當(dāng)不會(huì)改變生殖細(xì)胞里的遺傳信息，神經(jīng)活動(dòng)顯然不應(yīng)該影響后代的命運(yùn)。但這項(xiàng)研究表明，我們的觀念該刷新了。
一朝被蛇咬，4代怕草繩
在另一項(xiàng)研究中，普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家們對(duì)線蟲(chóng)的“避害”反應(yīng)做了研究。在自然環(huán)境下，線蟲(chóng)會(huì)在生活中接觸到各種各樣的細(xì)菌。有些細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)豐富，是線蟲(chóng)的美食，而另一些細(xì)菌則具有感染性，會(huì)讓線蟲(chóng)生病，甚至是殺死線蟲(chóng)！
銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）就是這樣一種對(duì)線蟲(chóng)有害的細(xì)菌。但線蟲(chóng)雖小，卻也有“避害”的本事——一旦被感染，只要不被殺死，它們就會(huì)吃一塹長(zhǎng)一智，學(xué)會(huì)躲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的。
神奇的是，這些線蟲(chóng)的后代，哪怕從來(lái)沒(méi)有接觸過(guò)銅綠假單胞菌，也會(huì)對(duì)其“心生恐懼”，學(xué)會(huì)逃避。這樣的恐懼心可以維持4代。到了第5代，這些線蟲(chóng)就“好了傷疤忘了痛”，不再把銅綠假單胞菌視作威脅（當(dāng)然，被感染的話，還是有喪命風(fēng)險(xiǎn)）。
對(duì)這些有“避害”反應(yīng)的線蟲(chóng)進(jìn)行分析后，研究人員們發(fā)現(xiàn)它們不少和神經(jīng)功能有關(guān)的基因得到了上調(diào)。其中，在一種感知神經(jīng)元里，daf-7基因的表達(dá)水平和可遺傳的“避害”行為呈正相關(guān)。在前4代依然懂得銅綠假單胞菌可怕的線蟲(chóng)中，daf-7的水平均居于高位。而在第5代線蟲(chóng)里，daf-7的水平就回歸了基線。
進(jìn)一步的分析表明，“避害”行為的遺傳，離不開(kāi)一種叫做piRNA的小RNA分子。具體來(lái)看，一種與piRNA相關(guān)的蛋白PRG-1與后代中的daf-7表達(dá)水平有關(guān)。
小結(jié)
綜上所述，在線蟲(chóng)這種模式生物中，特殊記憶看似的確能通過(guò)小RNA分子的作用“遺傳”給后代。但研究人員們也指出，目前這一結(jié)果只適用于線蟲(chóng)，在人類中未必適用。在高等動(dòng)物中，記憶是否可以遺傳，還需要進(jìn)一步的研究和探索。
話說(shuō)回來(lái)，如果人類的記憶能夠遺傳，你最想從祖先這里獲得什么樣的記憶，又想把怎樣的記憶傳給后代？告訴我們你的想法吧！
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