生物學家描述了遺傳信息在 DNA 之外的世代傳遞

2022年10月03日03:58:27 科學 1198

大約 15 年前,科學家們一致認為,性狀不僅可以通過 DNA 從父母那裡遺傳。一項新的研究表明,表觀遺傳特徵可以代代相傳——「從祖父母傳給孫輩」。


生物學家描述了遺傳信息在 DNA 之外的世代傳遞 - 天天要聞

具有活躍和失活 H3K27me3 表觀遺傳標記的線蟲胚胎

來自加利福尼亞大學聖克魯斯分校(美國)的科學家們發現了 DNA 分子之外的生物特徵和特徵的傳遞機制。事實證明,遺傳信息不僅可以從父母那裡轉移,還可以從祖父母那裡轉移,生物學家在《美國國家科學院院刊》雜誌上寫道

人們在古代就注意到了後代與父母的相似之處,但直到 19 世紀,僧侶生物學家格雷戈爾·孟德爾和貴族伊姆雷·費斯特里克對為什麼會發生這種情況給出了科學解釋。基因形式的遺傳特徵被編碼在代代相傳的 DNA 和 RNA 分子中。基因本身通常不會在生物體的一生中發生變化,而產生新一代變異的原因是祖先的基因(不僅是直接的,而且更遠的)在有性生殖過程中像一副紙牌一樣被洗牌。

長期以來,科學家們認為基因是傳遞遺傳信息的唯一機制。也就是說,在 DNA 和 RNA 之外,不會發生性狀遺傳。這意味着身體在生命中獲得的那些特徵和特性不能傳遞給它的孩子。然而,到了 20 世紀末,生物學家發現情況並非如此:性狀的傳遞仍然存在表觀遺傳通道。他的工作本質是:在各種活體因素的影響下(例如,嚴重的壓力),DNA和RNA各個部分的「激活水平」發生了變化。正因為如此,相同的遺傳密碼可以為父母和孩子產生不同的結果。

來自加利福尼亞大學的美國生物學家使用土壤線蟲(秀麗隱桿線蟲)研究了一種這樣的機制。在H3K27me3表觀遺傳標記的影響下,DNA分子密集排列,使得一些基因難以激活。科學家們從帶有完全標記基因的線蟲精子和受精卵的染色體上去除了這個標記,以確定這會導致什麼變化。

正如生物學家所預料的那樣,沒有 H3K27me3,通常不活躍的基因在後代中被激活。這導致了各種影響,直至某些蠕蟲不育。但最有趣的是,一些基因比必要的更早被激活——就在胚胎組織中,而通常它們應該在已經形成的神經元中開始。這種獲得的基因激活模式一直傳遞給後代。

根據該研究的作者之一蘇珊·斯特羅姆(Susan Strome)的說法,生殖系中的任何錶觀遺傳變化都可能持續數代。這看起來不像線蟲的一些奇怪特徵,而是像一種保守的表觀遺傳機制,這是包括人類在內的一般動物的特徵。

因此,一個人的發展會受到他祖先的生活環境的影響——不僅直接影響他的父母,也影響祖父母。然而,目前還不可能在人類身上檢驗這一假設:禁止涉及人類的基因實驗。

科學分類資訊推薦

中國交付全球最大「人造太陽」重要部件 - 天天要聞

中國交付全球最大「人造太陽」重要部件

近日,全球最大「人造太陽」國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃磁體饋線採購包項目迎來關鍵節點,其最後一套校正場線圈內饋線部件在合肥竣工,並交付起運位於法國的ITER現場。這標誌着ITER磁體饋線系統中所有超大部件的研製順利完成。ITER磁體饋線系統由中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所研製,被稱為ITER磁體系...
張振豐調研溫州學研究聯合會 構建中國學視野下的溫州學研究體系 - 天天要聞

張振豐調研溫州學研究聯合會 構建中國學視野下的溫州學研究體系

4月13日,副省長、市委書記張振豐在溫州學研究聯合會調研時強調,要深入學習貫徹習近平文化思想和習近平總書記考察浙江重要講話精神,堅持「立足溫州、研究溫州、服務溫州」,深化時間維度、放大空間維度,貫通歷史研究溫州、跳出溫州研究溫州,努力打造溫州建設高水平文化強市的重要窗口、具有全國影響力的地方學術研究的...
土撥鼠等動植物不得攜帶入境!關於國門生物安全,你要知道這些 - 天天要聞

土撥鼠等動植物不得攜帶入境!關於國門生物安全,你要知道這些

極目新聞記者 張秀娟通訊員 趙夢潔 黃曉彧 林敏「小朋友們,外來入侵物種包括哪些呢?」「在咱們出國旅遊前,需注意哪些問題呢?」4月12日,在第十個全民國家安全教育日來臨之際,武漢海關在武漢天河國際機場開展了一場別開生面的「海關開放日」活動。15名小學生化身「國門小衛士」,零距離體驗、參與海關全民國家安全教育...
月球上跳一跳,輕鬆打破跳高世界紀錄!這個展會,解密引力奧秘 - 天天要聞

月球上跳一跳,輕鬆打破跳高世界紀錄!這個展會,解密引力奧秘

頂端新聞記者 楊逍 文 時碩 圖如果你嚮往星辰宇宙,那你是否幻想過在其他星球上跳躍?在本次國防展的「星球重力」互動體驗機前,你每次的縱身一躍,都會化身成屏幕中身穿宇航員服的小人,來到月球、金星、火星、火衛二、土衛一等星體上,屏幕的上方記錄著你的跳躍高度。在月球,你輕輕一躍就能達到3米高度,輕鬆打破2.45米...
4月13日石家莊強風顯著增強的原因 - 天天要聞

4月13日石家莊強風顯著增強的原因

4月13日石家莊強風顯著增強的原因,是多重氣象條件和地理因素共同作用的結果。根據氣象監測和專家分析,此次強風具有以下關鍵成因:一、極端天氣系統的疊加效應1.
神十九乘組「太空出差」倒計時:各項空間科學實(試)驗穩步推進 - 天天要聞

神十九乘組「太空出差」倒計時:各項空間科學實(試)驗穩步推進

IT之家 4 月 13 日消息,據央視網報道,神舟十九號航天員乘組的「太空出差」之旅即將進入倒計時。上周,神十九乘組穩步推進各項空間科學實(試)驗,在開展站內環境監測、設備檢查維護等工作同時,積極開展健康維護。神十九乘組利用腦電設備開展了多項實驗的測試工作,地面科研人員將利用獲取的數據探究重力對視覺運動信息...
感受活力丨機械人正在進化中……這樣的「生活搭子」,你喜歡嗎? - 天天要聞

感受活力丨機械人正在進化中……這樣的「生活搭子」,你喜歡嗎?

模仿人類奔跑、跳躍、空翻,像人一樣說話、思考甚至察言觀色。這不是科幻電影對未來的虛構,而是2025中國機械人產業闊步向前的現實。小時候的你,是不是也曾暢想過:家裡有一個機械人,能買菜、做飯、鋪床、掃地,幫你干農活,還可以照顧家裡老人……時至今日,這些「天馬行空」的想像,正在變成現實。「12點了,您該吃藥了...