环境影响可以跨世代传递

　　

生物通报道：营养匮乏会对线虫群体造成毁灭性的打击，不过幸存下来的线虫会变得更加坚强。《Genetics》杂志上发表的一项研究表明，严峻的环境条件会使这些线虫体型更小、繁殖能力更弱，而这样的影响至少能延续两代。

杜克大学的生物学家Ryan Baugh和同事将几千只线虫（C. elegans）分为两组进行研究。他们在幼虫发育的第一阶段让一部分线虫饿一天，另一部分线虫饿八天。当食物供给恢复之后，挨饿时间较长的线虫生长得更为缓慢，它们体型较小而且生育能力较差，但它们抵抗下一次饥荒的能力却更强。

研究人员通过大量的表型分析发现，饥荒线虫的后代（子代和孙代）也存在体型小、生育力差的问题，不过它们更能耐受饥饿和高温。研究还显示，饥荒线虫的子代和孙代大多为雄性，而不是常见的雌雄同体。

研究人员指出，线虫能够在营养丰富的时候提高自己生长和繁殖的速度，在营养匮乏的时候再关掉这些功能。而且线虫对饥荒的记忆能够延续好几代。在此基础上，人们可以进一步探索连续几代控制基因活性的机制。

饥荒对基因活性的影响是通过表观遗传学机制实现的，可能涉及与基因互做的RNA、包装DNA的组蛋白、分子开关甚至细胞的能量厂——线粒体。不论这种表观遗传学控制是怎样起作用的，很明显它实现了跨世代传递。

“饥荒线虫的后代多为雄性，这可能是压力应答的结果。与平时的自体受精相比，这种繁殖方式可以产生更大的遗传多样性，”Baugh说。另外，这种繁殖方式也有助于表观遗传学改变在群体中的扩散。

这项研究的结果为之前的人类研究提供了支持。二战时期荷兰曾发生过一次严重的饥荒，人们称之为“Hunger Winter”。“Hunger Winter”从1944年11月持续到1945年春天，由于天气异常寒冷加上德国的封锁，当时荷兰人的热量摄取还不到他们平时的三分之一。（相关报道：Nature子刊：环境留下的表观遗传学印记）

有研究者对在“Hunger Winter”时期孕育的人进行了研究。研究显示，这些人体型小于荷兰的平均水平，而且他们孩子的体型也同样比较小。这些人也更容易患上包括糖尿病、肥胖症和心血管疾病在内的代谢疾病。

上述人类研究和动物研究表明，环境留下的表观遗传学印记可以跨世代传递。进一步解析这其中的具体机制是很有意义的。

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

Transgenerational Effects of Early Life Starvation on Growth, Reproduction and Stress Resistance in Caenorhabditis elegans. Genetics