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蠕虫研究表明 行为可以传承几代人

2019-07-10 09:28:50两性资讯

物理特性从父母传给后代是基本的生物学,26sbc.com:但行为呢?普林斯顿大学的生物学家已经证明,在蠕虫中,学习行为可以传承多达四代,年轻的蠕虫本能地避免他们自己从未遇到过的细菌。

越来越多的科学关注正转向自然与培育辩论的“培育”方面。将有机体置于压力条件下 - 比如,在一个有点太热或食物很少的环境中 - 某些基因的表达会发生变化。长期接触这种环境可以使这些变化永久化,传递给有机体的后代,给予它们最好的生存机会。这是行动的演变。

这被称为表观遗传,并且越来越多地被理解为在蠕虫,小鼠甚至人类中发挥作用。去年,一项研究揭示了小鼠过程背后的一些生物学机制,有争议的人类研究甚至表明,像虐待儿童或在大屠杀中幸存的巨大创伤可能会影响下一代的心理健康。

对于这项新研究,普林斯顿大学的研究小组希望调查学习行为是否可以继承。在之前的一项研究中,科学家设法将RNA“记忆”从一只蜗牛注射到另一只蜗牛中,接收蜗牛以与捐赠者相同的方式对刺激作出反应 - 即使第二只蜗牛从未被直接教导过这种反应。

在这项研究中,该团队取得了类似的噱头,尽管这种噱头更自然。这次他们试验了秀丽隐杆线虫,这是一种常用于遗传研究的简单蠕虫。刺激物采取致病细菌的形式,个体蠕虫经常学会在与它们的不愉快经历后避免。

“在自然环境中,蠕虫与许多不同的细菌物种接触,”该研究的作者Coleen Murphy解释道。“其中一些是有营养的食物来源,而另一些则会感染并杀死它们。蠕虫最初被病原体铜绿假单胞菌吸引,但感染后,它们学会避免它。否则它们会在几天内死亡。”

果然,团队发现,当母蠕虫学会避免坏虫时,他们的孩子本能地也会这样做。不仅如此,这一课传承了四代人。然而,到了第五代,它似乎消失了,这些蠕虫重新发现了对铜绿假单胞菌的吸引力。

有趣的是,它似乎并不是一个普遍的东西 - 蠕虫无法在表观遗传上继承避免使用不同的危险细菌粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。甚至对于铜绿假单胞菌,研究小组发现原始的蠕虫实际上需要从它们身上生病才能传递基因。闻到它们还不够。

接下来,该团队开始寻找表观遗传转移背后的生物学机制。他们发现了几个与神经元相关的基因,这些神经元在母亲及其后代中被上调为厌恶细菌,以及一种叫做daf-7的特殊分子似乎以更高的量表达。

至关重要的是,该团队还找到了解释为什么避免在几代后消失的原因。daf-7表达保持升高四代,然后下降,这似乎是违反直觉的生存机制。铜绿假单胞菌对于蠕虫在较低温度下进食是安全的,并且仅在较温暖的环境中变得致病。在较年轻的蠕虫再次尝试之前,大自然似乎给了他们时间冷却。

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