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颠覆?#29616;?#20008;《CELL》:记忆居然真的可以遗传!


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近日,顶级学术期刊《CELL》同日连续发表两篇重磅文章,研究人员在对线虫的研究中发现,记忆可以被遗传,甚至?#20013;?-4代!

有人?#25285;?#35760;忆到最后也许是最宝贵的财富。人们总是希望能够把最珍视、最有价值的记忆保留下来。

科学家们也正为此孜孜不倦的努力着。

在2016年的SXSW大会?#24076;?#21335;?#21448;?#22823;学教授Theodore Berger宣布了一个轰动整个科技界的消息:

在?#38498;?#23376;、老鼠的实验中,通过人造海马体完成了短时记忆向长期储存记忆“几乎完美”的转换,这项技术可以完成对人脑记忆的备份,并复制到其他人的大脑中。

这就意味着记忆有可能“遗传?#22791;?#21518;代。

而近日,爱思维尔(Elsevier)出版公司旗下的细胞出版社(Cell Press)?#21448;尽禖ELL》同日发表了两篇重磅文章——记忆居然真的可以遗传!


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这两项重磅的研究结果表明:至少在线虫(C.elegans)这样的生物中,记忆可以被遗传,且可以维持3-4代。

堪称颠覆?#29616;?/span>


另类“遗传?#20445;?#31070;经元向生殖细胞传递信息,影响后代基因表达

线虫是目前生物学研究中最常见的?#25226;?#26495;生物”之一,它几乎在所有环?#31216;?#24687;地中都存在。它们繁殖速度非常快,而且基因组中的基因数量几乎和人类基因组的基因数量相同。

近日,由特拉维夫大学George S. Wise生命科学学院和Sagol神经科学学院的Oded Rechavi教授领导的一项新研究发现:

线虫的神经系统可以通过神经元与生殖细胞进行信息交流,生殖细胞中包含传递给后代的信息(遗传和表观遗传)。这项研究确定了神经元向这些后代传递信息的模?#20581;?/strong>


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Rechavi教授?#28304;?#34920;示:

这?#20013;?#24687;的传递受控制基因表达的小RNA分子的控制。我们发?#20013;NA会将来自神经元的信息传递给后代,并影响各种生理过程,包括后代的觅食行为等。

这些研究结果与现代生物学中最基本的结论之一背道而驰。长期以来,人们一直认为大脑活动对后代的命运没有任何影响。这个结论被称为“韦斯曼障碍?#20445;?#20063;称生物学第二定律,该定律指出,继承种系中的信息应该与环境影响隔离开来。

在Rechavi教授的学生RachelPosner和Itai A. Toker共同撰写的研究论文中表示,这是业界第一次确定可跨代传递神经元反应的机制。这一发现可能对遗传和进化的理解产生重大影响。

Toker表示:

在过去,我们发现线虫中的小RNA可以产生跨代变化,但能够发现神经系?#25215;?#24687;的跨代传递属于最高成就。神经系统在对针对环境反应和身体反应的整?#22799;?#21147;是独一无二的。神经系统竟然能够控制生物体后代的命运,这真是令?#21496;?#21497;的发现。

研究人员还发现,需要在神经元中合成小RNA,蠕虫才能有效地被其必需营养素相关的气味所吸引,并顺利完成觅食活动。在?#25913;?#19968;代的神经系统中产生的小RNA影响了这?#20013;?#20026;,同时在三代之内影响了许多种系基因的表达。

换句话?#25285;?#27809;有产生小RNA的线虫会在食物识别上存在缺陷。当研究人员恢复在神经元中产生小RNA的能力时,线虫再次具备了高效觅食的能力。尽管线虫后代本身不具有产生小RNA的能力,但这?#20013;?#26524;?#21592;?#25345;了数代之久。

“我们要?#24247;?#30340;很重要的一点是,目前我们还不知道这种现象对人类是否依然?#35270;謾!盧echavi教授说。

如果答案是肯定的,对于这一机制的研究就可以在医学中得到实?#35270;?#29992;。许多疾病可能存在一些表观遗传学上的遗传成分。对非常规遗传形式的深入理解,对我们更好地理解这些疾病的机理,设计出更优秀的诊断和治疗方法至关重要。

Toker还表示,研究特定的神经元活动能否影响遗传信息,让后代具备特定的遗传优势,这是很有吸引力的事情。通过这种方式,?#25913;?#19968;代可能会在自然选择的背景下传递对后代有益的信息,这可能会影响有机体的进化过程。


学习到的信息可?#20013;?#36951;传至第四代!

普林斯顿大学的科学家们则对线虫的“避害”反应做了研究。


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在自然环境下,线虫会在生活中接触到各种各样的细菌。有些细菌营养丰富,是线虫的美?#24120;?#32780;另一些细菌则具有感染性,会让线虫生病,甚至是杀?#32769;?#34411;!

能够从?#25913;改?#37324;继?#34892;?#24687;的能力,在进化上可能是有益的事情,这种能力能够使后代更安全地度过危险环境。

研究人员发现,线虫在学会了如何避免被致病菌铜绿假单胞菌(PA14)感染之后,将这种学习到的信息成功传递给了它们的后代,并一直传递?#20013;?#21040;了第四代。


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研究表明,TGF-β配体DAF-7在感觉神经元中的表达,与这种跨代避害的行为具有正相关性。在学会避害行为的后3-4代线虫中,DAF-7的表达水平出现了明显升高。

即使这些后代线虫之前从未遇见过这些致病菌,也会对其“敬而远之?#20445;?/span>


记忆的遗传,或是另一种“永生?#20445;?/span>

纵观历史,有无数人在寻找着永生不死的方?#20581;?#20182;们或修炼自己的精神世界,或求助于丹药、或修建宏伟的寝陵,想以此实现精神的?#26377;?#21644;?#26469;媯?/strong>但无一成真。

今天,我们借助科学发现,人们对“永生”的研究也不断在?#20013;?#30528;。

新智元此前报道过《Nature重磅封面:复活死亡大脑!》——耶鲁大学的最新研究表明,猪大脑在死亡4小时后成功复活,并维持了至少6小时。

这项研究掀起了一波道德伦理的舆论?#39034;保?#26377;人担心这是否就会是僵尸启示录的开始;但同时还有人认为,让一些伟人的大脑复活,实现意识和记忆的“永生?#20445;?#23558;具有重大的意义。


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而这次科学家们的发现可谓是颠覆了我们的?#29616;?/span>

原来信息竟然可以通过神经代代相传,不知道这是不是另一种“永生”的方式呢?


参考链接:

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30448-9

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30552-5


https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-06/afot-ssh060619.php


本文来源:新智元

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