我們都知道,一個人的壽命長短,除了后天的生活習(xí)慣和環(huán)境因素,很大程度上取決于父母遺傳給我們的基因。如果你的家族有長壽史,你可能也會認為自己擁有“長壽基因”。然而,一項最新的生物學(xué)研究,卻揭示了一種超越傳統(tǒng)基因遺傳的、令人驚訝的“長壽傳遞”機制??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),父母可以將一些非基因?qū)用娴?、關(guān)于“如何活得更久”的信息,傳遞給后代,甚至能持續(xù)好幾代。
這項由霍華德·休斯醫(yī)學(xué)研究所的科學(xué)家們進行的研究,以一種在遺傳學(xué)中常用的模式生物——秀麗隱桿線蟲(C. elegans)作為研究對象。這種小小的線蟲生命周期只有短短幾周,這使得科學(xué)家能夠快速追蹤跨世代的遺傳效應(yīng)。研究團隊最初的目標(biāo),是通過改變線蟲細胞中的溶酶體(lysosome,細胞的“回收站”)上的一個酶,來延長它們的壽命,結(jié)果成功地使線蟲壽命延長了高達百分之六十。
然而,更令人意外的現(xiàn)象出現(xiàn)了:當(dāng)這些被“編輯”過的長壽線蟲與普通的線蟲交配后,它們的后代,即使沒有直接繼承那個被修改的基因,竟然也比普通的線蟲活得更久!這種長壽的效應(yīng),甚至能夠延續(xù)四代。這明顯不是一個簡單的孟德爾遺傳定律能解釋的??茖W(xué)家們意識到,一定有一種超越DNA序列本身的“信息”,正在代代相傳。
研究人員最終揭示了這個神秘的傳遞機制:它與細胞核內(nèi)的組蛋白(Histone)有關(guān)。組蛋白是一種蛋白質(zhì),負責(zé)將我們長長的DNA鏈緊密纏繞,但它同時也是一種重要的信息載體。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)線蟲的溶酶體發(fā)生變化、促進長壽時,它會激活細胞內(nèi)的一系列連鎖反應(yīng),使得某種特定的組蛋白被修飾,就像被貼上了一個“長壽標(biāo)記”。隨后,這種帶有“長壽標(biāo)記”的組蛋白,會從線蟲的體細胞組織,運輸?shù)剿纳臣毎小?/p>
在生殖細胞內(nèi)部,這種被修飾的組蛋白會引發(fā)表觀遺傳學(xué)上的變化——也就是在不改變DNA序列的前提下,調(diào)節(jié)基因的表達。它就像一個信使,將母體體細胞組織中的“長壽秘訣”傳遞給下一代的生殖細胞。通過這種機制,溶酶體代謝變化產(chǎn)生的長壽優(yōu)勢,就被烙印在了后代的“遺傳記憶”中,使得后代即便沒有直接繼承那個被修改的酶,也能繼承這種長壽的能力。
這項研究的重大意義在于,它首次提供了一個清晰的機制,解釋了環(huán)境壓力、飲食變化等非基因因素是如何通過體細胞影響生殖細胞,并將這種后天獲得的信息傳遞給下一代。它打破了傳統(tǒng)“體細胞信息不能傳給生殖細胞”的壁壘,表明細胞間的聯(lián)系遠比我們想象的要復(fù)雜和深遠。這為我們理解人類的跨代遺傳效應(yīng),例如父母的營養(yǎng)不良如何影響子女的健康,提供了全新的視角。未來,科學(xué)家可以沿著這條線索,尋找更多調(diào)控人類壽命和健康的非基因機制。
參考資料:DOI:10.1126/science.adn8754
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