由特拉维夫大学George S.Wise生命科学学院和Sagol神经科学学院的Oded Rechavi教授领导的一项新研究发现:线虫的神经系统可以通过神经元与生殖细胞进行信息交流,生殖细胞中包含传递给后代的信息。这项研究确定了神经元向这些后代传递信息的模式。
Rechavi教授表示:这种信息的传递受控制基因表达的小RNA分子的控制,我们发现小RNA会将来自神经元的信息传递给后代,并影响各种生理过程,包括后代的觅食行为等。
学习的信息可持续遗传到第四代!
时间追溯到2016年,在SXSW大会上,南加州大学教授Theodore Berger就曾宣布了一个轰动的消息:在对猴子、老鼠的实验中,通过人造海马体完成了短时记忆向长期储存记忆“几乎完美”的转换,这项技术可以完成对人脑记忆的备份,并复制到其他人的大脑中。这同时也意味着我们的记忆有可能“遗传”给后代。
长期以来,我们一直认为大脑活动对后代的命运没有任何影响,这个结论被称为“韦斯曼障碍”,也称生物学第二定律,该定律指出,继承种系中的信息应该与环境影响隔离开来。但是近期的这些研究结果与当前的生物学第二定律又是背道而驰,记忆可遗传,还可能遗传至3-4代。
这就要说起Rechavi教授的学生RachelPosner和Itai A.Toker了,由他们共同撰写的研究论文了。
Toker表示:在过去,我们发现线虫中的小RNA可以产生跨代变化,但能够发现神经系统信息的跨代传递属于最高成就。神经系统在对针对环境反应和身体反应的整合能力是独一无二的。神经系统竟然能够控制生物体后代的命运,这真是令人惊叹的发现。
研究人员还发现,在神经元中合成小RNA,蠕虫才能有效地被其必需营养素相关的气味所吸引,并顺利完成觅食。而在父母一代的神经系统中产生的小RNA影响了这种行为,同时在三代之内影响了许多种系基因的表达。倘若线虫没有产生小RNA,它们在食物识别上就会存在缺陷。当研究人员恢复这些线虫在神经元中产生小RNA的能力时,线虫再次具备了高效觅食的能力。结果表明即使线虫后代本身不具有产生小RNA的能力,但这种能力仍保持了数代之久,同时也有利论据了记忆可“遗传”!
Rechavi教授说:“我们要强调的很重要的一点是,目前我们还不知道这种现象对人类是否依然适用。”如果答案是肯定的,这一机制的研究未来将在医学中得到诸多实际应用。
Toker则表示:研究特定的神经元活动能否影响遗传信息,让后代具备特定的遗传优势,这是很有吸引力的事情。通过这种方式,父母一代可能会在自然选择的背景下传递对后代有益的信息,这可能会影响有机体的进化过程。
普林斯顿大学的科学家们对线虫的“避害”反应做了研究。在自然环境下,线虫会接触到各种各样的细菌。有些细菌营养丰富,是线虫的美味佳肴,而有些细菌则具有感染性,会让线虫痛不欲生,甚至会终结线虫的一生!倘若线虫拥有从父母那里继承信息的能力,那么这种能力也许能够使后代线虫更安全地度过危险环境,并开心成长。
研究人员发现,当线虫学会了如何避免被致病菌铜绿假单胞菌(PA14)感染后,并且还将这种学习到的信息成功传递给了它们的后代,并一直传递持续到了第四代。
在生活中,即使这些后代线虫从未遇见过这些致病菌,但是一旦遇到了,也会对其有反应,敬而远之。
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