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来自人类和动物的饥饿研究表明，饥饿会影响经历过饥饿的人的后代的健康。一项涉及蛔虫的研究表明，这种性状虽然没有DNA的参与，但饥饿诱导一种称为小rna的分子的特异性改变，并且至少连续三代都继承了这些变化。 |
图片来源：哥伦比亚大学医学中心
来自人类和动物的饥饿研究表明，饥饿会影响经历过饥饿的人的后代的健康。但关于这样的一个后天性状是怎样从一代传递给下一代的尚未明确。现在，一项涉及蛔虫的研究表明，这种性状虽然没有DNA的参与，但饥饿诱导一种称为小rna的分子的特异性改变，并且至少连续三代都继承了这些变化。这项研究由美国哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员完成，提供了有趣的证据表明，遗传生物学比以前认为的更加复杂。相关文章发表于2014年7月10日的《Cell》杂志上。
关于后天性状可以遗传的这个想法的历史可以追溯到让·巴蒂斯特·拉马克(1744至1829年)物种进化论，拉马克认为当个体适应环境时，会将后天所获得性状传递给后代。根据拉马克的遗传论，例如，由于长颈鹿为了能够吃到高树上的叶子，而开发出了细长的脖子，并且这种后天优势由后代继承。相比之下，查尔斯·达尔文(1809至1882年)，后来的理论认为，随机突变为生物体提供竞争优势来促进物种的进化。在长颈鹿的例子中，碰巧有一个脖子稍长的个体有个更好的机会获得食物，从而能够有更多的后代。随后的遗传基因的发现支持了达尔文的理论，因此，拉马克的理论逐渐被人们冷落。
“然而，像二战期间到的荷兰饥荒事件已迫使科学家们重新审视获得性遗传，” 研究的负责人、CUMC的生物化学和分子生物物理学教授和霍华德休斯医学研究所的研究员奥利弗·霍伯特博士说。饥饿的妇女在饥荒期间生下的孩子，异常容易发生肥胖和其他代谢紊乱，并且他们的孙子也会出现这种情况。对照动物实验也发现了类似的结果，涉及大鼠的研究表明，父辈的长期高脂饮食会导致雌性后代肥胖。
在2011年的研究中，霍伯特博士实验室的一个博士后研究员Oded Rechavi，发现蛔虫(线虫)获得抵抗病毒的免疫能力能够连续传递给许多代。该免疫力是以独立于基因组的使病毒沉默的小RNA工作的形式传递的。其他研究也报告了类似的结果，但这些由自然环境引起的生化反应，如饥荒，是否能够传递给后代。
为了解决这个问题，霍伯特博士的研究小组将蛔虫饿了六天之后，然后检查其细胞的分子变化。在饥饿蛔虫中，但不是对照组中，被发现产生一组特定的小RNA(小RNA参与基因表达的各个方面，但不编码蛋白质)。尽管蛔虫被喂食正常饮食，但这种小RNA至少持续了三代。研究人员还发现，这些小RNA的靶基因在营养中发挥作用。
虽然这些小RNA只有在饥饿的时候才会产生，它们必须通过一代传递到另一代。“我们从其他的研究中知道，小RNA在体内可以在细胞之间传递，” 霍伯特博士说。“所以，可以想象的是，饥饿诱导的小RNA发现它们可以进入蛔虫生殖细胞(即精子或卵细胞)的途径。当蠕虫在复制时，小RNA独立于DNA，并可能在生殖细胞的胞体中从一代传递到下一代。”
该研究还发现，饥饿的蠕虫后代比对照组的后代有一个较长的寿命。“我们没有发现，饥饿诱导的小分子RNA能够使寿命增加的作用，这只是一个关联，” 霍伯特博士说。“但，有可能是，这些小RNA分子为蠕虫控制后代的相关基因表达提供一个手段。”
该结果并没有直接的临床应用。“然而，它们提醒我们应该意识到其他的事情——除了纯DNA的变化——可能对生物体的健康有着长期的影响，”霍伯特博士说。“换句话说，一个世代发生一些事情发，如饥荒或其他创伤事件，是否会影响世世代代的健康。”(来源：生物帮)
原文摘要：
Starvation-Induced Transgenerational Inheritance of Small RNAs inC. elegans
Oded Rechavi, Leah Houri-Ze’evi, Sarit Anava, Wee Siong Sho Goh, Sze Yen Kerk, Gregory J. Hannon, Oliver Hobert
Evidence from animal studies and human famines suggests that starvation may affect the health of the progeny of famished individuals. However, it is not clear whether starvation affects only immediate offspring or has lasting effects; it is also unclear how such epigenetic information is inherited. Small RNA-induced gene silencing can persist over several generations via transgenerationally inherited small RNA molecules in C. elegans, but all known transgenerational silencing responses are directed against foreign DNA introduced into the organism. We found that starvation-induced developmental arrest, a natural and drastic environmental change, leads to the generation of small RNAs that are inherited through at least three consecutive generations. These small, endogenous, transgenerationally transmitted RNAs target genes with roles in nutrition. We defined genes that are essential for this multigenerational effect. Moreover, we show that the F3 offspring of starved animals show an increased lifespan, corroborating the notion of a transgenerational memory of past conditions.