雙親的生活經歷會通過雙鏈 RNA 遺傳給子代,改變後代基因

DNA(圖:CC0 Public Domain)

科學家在線蟲中首次發現一種雙鏈 RNA 分子可以直接從親代傳到子代。這項研究有助於幫助科學家了解非基因遺傳。

 

非基因遺傳

有性生殖過程中,精子和卵子結合為受精卵,子代各從雙親遺傳二分之一的 DNA。(並從卵子中接受線粒體 DNA,本文暫不考慮。)這種遺傳方式稱為基因遺傳(genetic inheritance)。

除此之外,還有非基因遺傳(non-genetic inheritance)。暴露於有害環境或疾病有可能使親代的基因發生變化。人們觀察到,在親代中發生的變化會通過生殖遺傳到子代中,但其中的機制並不清楚。

雙鏈 RNA 的遺傳

美國馬里蘭大學的研究人員以線蟲為模型,為這個問題提供了一個相對簡單的答案。他們發現,在線蟲中用熒光染料標記一種雙鏈 RNA(double-stranded RNA,dsRNA),這種雙鏈 RNA 會直接遺傳到卵子中。這種雙鏈 RNA 在母本中的作用是基因沉默,使某個基因無法發揮原有的功能。遺傳到子代時,這種雙鏈 RNA 仍然保留了基因沉默的功能。

箭頭所示為剛形成的一個受精卵,其中便包含了帶有熒游標記的雙鏈RNA(深色小點)。這些雙鏈RNA直接來自母本,在子代中將繼續發揮基因沉默的功能。(圖:Antony Jose)

研究的通訊作者、馬里蘭大學細胞生物學和分子遺傳學系助理教授 Antony Jose 解釋,科學家曾經假設,雙鏈 RNA 首先改變親代的基因,然後發生變化的基因再通過生殖遺傳給子代。在這項研究中,他們首次發現,雙鏈 RNA 可以直接從親代遺傳到子代,這表明 RNA 跳過了中間人 DNA。

父母的生活經歷或將遺傳到子女

人體血液中也有 RNA,但人們並不了解血液中 RNA 的來源、目的地及其作用。Jose 認為,他們的研究揭示了一個可能性——血液中的 RNA 有可能是父母遺傳到子女的訊息。人類有可能存在與線蟲類似的過程,雙鏈 RNA 會直接從父母遺傳給子女。

當然,這項研究尚處於早期階段,人體與線蟲也有很大區別。不過,雙鏈 RNA 從親代到子代的直接遺傳可以讓人們進一步了解生命的遺傳。子女的基因不僅由雙親的 DNA 決定,也受到雙親生活經歷的影響。

 

參考資料:

  1. Marre J., Traver E.C., Jose A.M., Extracellular RNA is transported from one generation to the next in Caenorhabditis elegans, PNAS, Nov 1, 2016, vol. 113, no. 44 12496-12501.
  2. Vilvestre J., A parent’s life experiences can alter their offspring’s genes, Futurism, Oct 18, 2016.
舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。