你向父親繼承的不只是基因？
你向父親繼承的不只是基因？
雄性老鼠將一個意外遺產留給了它們的子孫後代。本周在線發表於《科學》（Science）上的兩項研究揭示:嚙齒類動物的精子攜帶了可改變他們後代新陳代 謝的RNA片段。這兩項研究聚焦於通常有助於合成蛋白質的RNA，因此研究結果指向一種非傳統的遺傳方式。結果「令人興奮和驚訝，但並不是不可能，」 華盛頓西北太平洋的西雅圖糖尿病研究中心的遺傳學家Joseph Nadeau說。
生物學家曾經形容表觀遺傳時也恰好用了「不可能」這個詞，表觀遺傳認為除了DNA序列還有某種物質可在世代間傳遞特徵。然而，近年來，研究人員找到了很多 例證。例如，雄性老鼠的飲食和壓力水平可以調節後代的新陳代謝。研究人員仍在試圖確定後代是如何繼承父輩的新陳代謝特性和生理狀況的。一些證據暗示是由於 DNA的化學修飾。費城賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的神經學家Tracy Bale及其同事研究發現，哺乳動物的精子含有一種被稱為微RNA（microRNA）的基因調控分子。
這項新的工作強調了一種不同類型的RNA，轉運RNA（tRNA）。一項研究中，伍斯特麻省大學的基因學家Oliver Rando及其同事深入研究了一個表觀遺傳的個案，被餵食低蛋白食物後，老鼠後代中參與膽固醇和脂質代謝的基因活性升高了。Rando的團隊分析了缺乏蛋 白質的雄性老鼠的精子，他們發現來自一些類型的tRNA片段顯著增加了。研究人員得出結論，當精子通過附睾（睾丸上一根供精細胞成熟的導管）時獲得了這些 片段的大多數。
另一項研究中，來自北京中科院以及其他機構的團隊同樣歸因於tRNA片段。科學家將高脂或低脂飲食的老鼠精子注入到未受精卵子中。之後，他們追蹤了這些後 代（食用常規飲食）的代謝性能。雖然高脂父輩的後代保持苗條，但在其體內發現了常在它們父輩和那些肥胖或糖尿病人中發現的兩項異常：葡萄糖吸收異常和對胰 島素不敏感。為了判定是否是這些tRNA片段引發了這些性狀，研究人員將這些片段插入了已受其它精子的卵子中。吃高脂食物的父輩的tRNA片段導致其後代 也出現了葡萄糖吸收異常的現象。「我們已經找到了另外一個父輩及其後代之間的連接，」合作作者，雷諾內華達大學醫學院的生殖生物學家Qi Chen說。
雖然tRNA最為熟知的是在蛋白質合成中的作用，但是它們的片段也出現在其它細胞環境中。「這很好理解，這些功能部件有有趣的第二職能，」Rando說。 這兩項研究表明RNA片段改變了基因活性。Rando及其同事封鎖了胚胎幹細胞中的一個tRNA片段，然後大約70個基因的活性增加了。
Bale說「這兩篇論文真的非常令人印象深刻」，它們深入挖掘了表觀遺傳機制。Nadeau說他們應當有助於攻克識別「負責DNA序列表觀遺傳的分子」的這項挑戰。
研究人員現在需要問「這些變化能持續多久，通過改變飲食它們能夠多快實現逆轉，」 英國劍橋大學的發育內分泌學家Susan Ozanne說。RNA片段作用不一定是有害的，Chen補充說。「如果不良飲食習慣能夠影響我們，我認為健康飲食也能夠以同種方式發揮作用，」他預測。
Eric V. Grave/來源於科學
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