科研證實：記憶可以通過基因遺傳給下一代

「人們之所以領悟不到宇宙的秘密，是因為他們習慣於將自己桎梏在眼見為實的牢籠里，不允許自己盡情想像，大膽假設，從而掩蓋了直覺的光芒。」

近日，頂級學術期刊《CELL》同日連續發表兩篇重磅文章，研究人員在對線蟲的研究中發現，記憶可以被遺傳，甚至持續3-4代！

有人說，記憶到最後也許是最寶貴的財富。人們總是希望能夠把最珍視、最有價值的記憶保留下來。科學家們也正為此孜孜不倦的努力著。

在2016年的SXSW大會上，南加州大學教授Theodore Berger宣布了一個轟動整個科技界的消息：在對猴子、老鼠的實驗中，通過人造海馬體完成了短時記憶向長期儲存記憶「幾乎完美」的轉換，這項技術可以完成對人腦記憶的備份，並複製到其他人的大腦中。這就意味著記憶有可能「遺傳」給後代。

而近日，愛思維爾(Elsevier)出版公司旗下的細胞出版社(Cell Press)雜誌《CELL》同日發表了兩篇重磅文章——記憶居然真的可以遺傳！

這兩項重磅的研究結果表明：至少在線蟲(C.elegans)這樣的生物中，記憶可以被遺傳，且可以維持3-4代。堪稱顛覆認知！

神經元向生殖細胞傳遞信息

影響後代基因表達

線蟲是目前生物學研究中最常見的「樣板生物」之一，它幾乎在所有環境棲息地中都存在。它們繁殖速度非常快，而且基因組中的基因數量幾乎和人類基因組的基因數量相同。

近日，由特拉維夫大學George S. Wise生命科學學院和Sagol神經科學學院的Oded Rechavi教授領導的一項新研究發現：線蟲的神經系統可以通過神經元與生殖細胞進行信息交流，生殖細胞中包含傳遞給後代的信息（遺傳和表觀遺傳）。這項研究確定了神經元向這些後代傳遞信息的模式。

Rechavi教授對此表示：這種信息的傳遞受控制基因表達的小RNA分子的控制。我們發現小RNA會將來自神經元的信息傳遞給後代，並影響各種生理過程，包括後代的覓食行為等。

這些研究結果與現代生物學中最基本的結論之一背道而馳。長期以來，人們一直認為大腦活動對後代的命運沒有任何影響。這個結論被稱為「韋斯曼障礙」，也稱生物學第二定律，該定律指出，繼承種系中的信息應該與環境影響隔離開來。

在Rechavi教授的學生RachelPosner和Itai A. Toker共同撰寫的研究論文中表示，這是業界第一次確定可跨代傳遞神經元反應的機制。這一發現可能對遺傳和進化的理解產生重大影響。

Toker表示：在過去，我們發現線蟲中的小RNA可以產生跨代變化，但能夠發現神經系統信息的跨代傳遞屬於最高成就。神經系統在對針對環境反應和身體反應的整合能力是獨一無二的。神經系統竟然能夠控制生物體後代的命運，這真是令人驚嘆的發現。

研究人員還發現，需要在神經元中合成小RNA，蠕蟲才能有效地被其必需營養素相關的氣味所吸引，並順利完成覓食活動。在父母一代的神經系統中產生的小RNA影響了這種行為，同時在三代之內影響了許多種系基因的表達。

換句話說，沒有產生小RNA的線蟲會在食物識別上存在缺陷。當研究人員恢復在神經元中產生小RNA的能力時，線蟲再次具備了高效覓食的能力。儘管線蟲後代本身不具有產生小RNA的能力，但這種效果仍保持了數代之久。

「我們要強調的很重要的一點是，目前我們還不知道這種現象對人類是否依然適用。」Rechavi教授說。

如果答案是肯定的，對於這一機制的研究就可以在醫學中得到實際應用。許多疾病可能存在一些表觀遺傳學上的遺傳成分。對非常規遺傳形式的深入理解，對我們更好地理解這些疾病的機理，設計出更優秀的診斷和治療方法至關重要。

Toker還表示，研究特定的神經元活動能否影響遺傳信息，讓後代具備特定的遺傳優勢，這是很有吸引力的事情。通過這種方式，父母一代可能會在自然選擇的背景下傳遞對後代有益的信息，這可能會影響有機體的進化過程。

學習到的信息可持續遺傳至第四代

在另一篇論文中，普林斯頓大學的科學家們則對線蟲的「避害」反應做了研究。

在自然環境下，線蟲會在生活中接觸到各種各樣的細菌。有些細菌營養豐富，是線蟲的美食，而另一些細菌則具有感染性，會讓線蟲生病，甚至是殺死線蟲！

能夠從父母那裡繼承信息的能力，在進化上可能是有益的事情，這種能力能夠使後代更安全地度過危險環境。

研究人員發現，線蟲在學會了如何避免被致病菌銅綠假單胞菌（PA14）感染之後，將這種學習到的信息成功傳遞給了它們的後代，並一直傳遞持續到了第四代。

研究表明，TGF-β配體DAF-7在感覺神經元中的表達，與這種跨代避害的行為具有正相關性。在學會避害行為的後3-4代線蟲中，DAF-7的表達水平出現了明顯升高。

即使這些後代線蟲之前從未遇見過這些致病菌，也會對其「敬而遠之」！

全息宇宙 北京 | 編輯 來源丨新智元

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