挑戰(zhàn)常規(guī)！首次觀察到dsrna直接進(jìn)行代際傳遞

基因遺傳的基礎(chǔ)理論是眾所周知的：在繁殖期間，雙親傳遞各自一半的dna給它們的后代。這種遺傳配方被認(rèn)為含有一個(gè)新的有機(jī)體構(gòu)建和操作它的機(jī)體所需的所有信息。

但是最近的研究已表明在一些物種中，親本的生活經(jīng)歷能夠改變它們的后代。營(yíng)養(yǎng)不良、接觸毒素或者患病能夠?qū)е掠H本的基因表達(dá)模式變化，而且在一些情形下，這些變化能夠傳遞到下一代。然而，導(dǎo)致這種效應(yīng)---被稱作非基因遺傳（non-genetic inheritance）---的機(jī)制是一個(gè)謎。

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)馬里蘭大學(xué)的研究人員提供一種令人吃驚的可能解釋。他們首次在秀麗隱桿線蟲（caenorhabditis elegans）中觀察到雙鏈rna（dsrna）分子---能夠沉默細(xì)胞內(nèi)的基因的dna近親---能夠直接由親本傳遞到后代。重要的是，在親本中dsrna分子產(chǎn)生的基因沉默效應(yīng)也在它們的后代中持續(xù)存在。這提示著作非基因遺傳機(jī)制可能比任何人所猜測(cè)的還要簡(jiǎn)單。相關(guān)研究結(jié)果于2016年10月17日在線發(fā)表在pnas期刊上，論文標(biāo)題為“extracellular rna is transported from one generation to the next in caenorhabditis elegans”。

論文通信作者、馬里蘭大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)與分子遺傳學(xué)系助理教授antony jose說(shuō)，“這是我們首次觀察到dsrna分子進(jìn)行代際傳遞。人們之前提出的假設(shè)就是dsrna改變親本的遺傳物質(zhì)，而且這種發(fā)生改變的遺傳物質(zhì)被傳遞到下一代。但是我們的觀察結(jié)果提示著rna直接跳過(guò)中間階段?！?/p>

jose和他的團(tuán)隊(duì)（包括julia marré和edward traver）將利用一種熒光標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記的dsrna導(dǎo)入到秀麗隱桿線蟲的循環(huán)系統(tǒng)中。他們隨后觀察到這些熒光標(biāo)記的dsrna分子本身從親本的循環(huán)系統(tǒng)遷移進(jìn)等待受精的卵細(xì)胞中。

在一系列令人吃驚的事件中，這些dsrna分子中的一些不能夠沉默親本中的基因，這是因?yàn)檫@些dsrna序列不與親本基因中的任何序列相匹配。但是當(dāng)親本線蟲的后代獲得來(lái)自它的另一個(gè)親本的匹配性的基因拷貝時(shí)，這些dsrna分子確實(shí)沉默這些后代中的基因。這提示著在一些情形下，dsrna的基因沉默效應(yīng)可能跳過(guò)整整一代。

jose說(shuō)，“我們觀察到dsrna能夠進(jìn)行代際傳遞是令人吃驚的。我們的結(jié)果為親本所處的環(huán)境如何能夠影響后代提供一種具體機(jī)制。但是觀察到一個(gè)親本能夠傳遞信息來(lái)沉默它不擁有的基因是更令人吃驚的。”

jose和他的同事們未曾期待dsrna在信息代際傳遞中發(fā)揮著如此一種直接的作用。jose解釋道，鑒于很多病毒將dsrna包括在它們的生命周期中，認(rèn)為活細(xì)胞的自然防御系統(tǒng)會(huì)阻止dsrna進(jìn)入它的子細(xì)胞中是合理的。

jose補(bǔ)充道，“它是非常令人吃驚的。人們常認(rèn)為下一代會(huì)得到保護(hù)，但是我們正觀察到所有的這些dsrna分子被傳遞到下一代。當(dāng)卵細(xì)胞等待受精時(shí)，它們利用相同的機(jī)制來(lái)吸收營(yíng)養(yǎng)物。下一代不僅獲得營(yíng)養(yǎng)物，而且也會(huì)獲得信息?！?/p>

jose和他的同事們希望更多地了解dsrna跨代沉默基因的準(zhǔn)確機(jī)制。

jose說(shuō)，“有跡象表明類似的事情可能在人體中發(fā)生。我們知道rna存在于人血液中。但是，我們并不知道這些rna分子來(lái)自何處，它們?nèi)ハ蚝翁幓蛩鼈兙_地做什么。我們的研究揭示出一種激動(dòng)人心的可能性：它們可能是從親本傳遞到它們的后代的信息?！?/p>

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