神奇！聲音也能影響基因表達！

新聞 02-14

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導讀

我們已經知道一些基因對物理刺激有反應，比如壓力、重力、溫度和光。那麼基因是否對聲音有反應呢？最近一項研究顯示，某些「基因」暴露於可聞聲波會受到抑制。

聲音能夠影響你的基因如何工作嗎？來自京都大學生命科學研究院的科學家們發表在PLOS ONE上的最新研究顯示，某些「機械敏感性」基因暴露於可聞聲波可受到抑制。並且，這些影響取決於細胞類型，有些細胞不顯示任何敏感性。

細胞作為生命的基本單位，配備了各種環境識別系統。除了化學信號之類的物質外，它們還能識別並響應壓力、重力、溫度和光。例如，你正閱讀這個句子的眼睛中的細胞就配備了專門處理光波的系統。

「關於這些特殊的細胞已做了大量的研究，但是還沒有人研究細胞對聲音的反應，」該研究主要作者Masahiro Kumeta解釋說，「聲音可以說是我們收到的最重要和無處不在的環境信息。這就引出了一個問題——細胞能識別聲音嗎？」

研究小組通過將各種類型的細胞暴露於不同的聲音並進行基因表達分析來進行他們的實驗，重點研究那些已知對物理刺激有應答的基因。

「我們檢測到的其中一個基因有助於骨的形成，並且發現低強度超聲脈衝的刺激能上調其表達。」kumeta繼續說道，「其他檢測到的基因與傷口癒合和細胞外基質有關。」

一系列的細胞被放置在裝有全頻程揚聲器的培養箱中，在特定頻率的聲音暴露數小時後，對目標基因的表達水平進行分析。研究小組發現，儘管只暴露一到兩個小時的時間，這些機械敏感性基因竟被抑制了高達40%。此外，基因被抑制後，其效果至少持續四個小時。

細胞對聲音的應答還受波形和分貝水平的影響。當將細胞暴露在方形或三角形波時，其基因抑制水平不如其他測試頻率下的正弦波。此外，有些基因在高分貝時沒有表現出更強的抑制，而另一些基因則進一步降低表達。Kumeta說，這表明聲音刺激可引起細胞不同的反應。同時還表明，這種刺激對細胞的影響跟細胞類型相關。那些最終將變成骨骼或骨骼肌的細胞表現出最強的抑制作用，而已經分化的細胞則幾乎沒有反應。

「我們的研究發現，聲音的刺激導致特定的基因反應，」研究小組長Shige H Yoshimura補充說到，「這些數據還表明至少有兩種機制參與其中：轉錄控制和RNA降解。兩者都是控制細胞中產生多少蛋白質的關鍵因素。」

該小組計劃繼續測試他們的假設，以及尋找受影響的其他基因，如受音頻刺激可能上調錶達的基因。

「進一步的研究將使用不同的聲音，細胞和實驗設備，必將揭示更多生命和聲音之間的這種新關係，「kumeta繼續說道。

「除了在細胞水平上的研究，」Yoshimura總結說，「我們還將重點研究聲音對組織和器官水平的影響，以探討生命系統中聲音反應的生物學意義。」

參考文獻：

"Cell type-specific suppression of mechanosensitive genes by audible sound stimulation" PLOS ONE (2018).

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