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神奇!Science重要发现:母爱竟会改变孩子DNA

时间:2018-03-30 11:00 作者:未知
 

 

 


图片来源:Science在这篇题为“Early life experience drives structural variation of neural genomes in mice”的论文中,来自Salk研究所的科学家们证实,雌性小鼠的育儿方式真的能改变后代的DNA。这项成果支持了先前关于“儿童环境如何影响人类大脑发育”的相关研究。论文的共同通讯作者Rusty Gage教授说:“我们一直被灌输了一种观念,即,我们的DNA是稳定的、不变的,但事实上,它们比我们认为的更有活力。”跳跃基因L1先前,科学家们已经知道,哺乳动物大脑中的大多数细胞都经历了DNA改变。这带来的影响包括使每个神经元与它的“邻居”略有不同。有研究已经证实,其中一些DNA改变是由“跳跃基因”引起的。这类基因能够从基因组中的一个位点移动到另一个位点。2005年,Gage教授的实验室发现,一个名为L1的跳跃基因能够“跳”到发育的神经元脑细胞中。研究小组推测,这种变化可能会在大脑细胞中产生多种潜在的有益影响,但也可能会导致神经精神疾病。论文的第一作者兼共同通讯作者Tracy Bedrosian说:“虽然我们知道细胞能够改变它们的DNA已经有一段时间了,但我们推测,这可能不是一个随机过程。也许在大脑或者环境中,有一些因素会影响DNA改变发生的频繁程度。”
图片来源:16sucai母亲的关怀影响DNA为了找到这一问题的答案,Gage、Bedrosian及他们的同事开始观察鼠妈妈照顾其后代的天然差异,然后,分析后代海马体中的DNA。结果显示,母亲的关怀与L1拷贝数量之间存在相关性:拥有细心母亲的小鼠携带的L1拷贝数较少,而拥有疏忽大意母亲的小鼠拥有更多的L1拷贝。
Pictured are cells in the mouse hippocampus (whose nuclei are stained blue) that underwent mobilization of the L1 gene (green). Credit: Salk Institute为了确保,这种差异并不是一种巧合。研究小组进行了一系列的对照实验,包括检查小鼠父母的DNA,以确保后代并不是从父母那里继承了他们的L1数量;同时,也验证了这些额外的DNA确实是基因组DNA,而不是来自细胞核外的遗传物质。最后,科学家们还进行了交叉培养研究,即,由疏忽大意的母亲生出的后代让细心的母亲来抚养,反之亦然。结果显示,“生母疏忽大意但养母细心的小鼠”比“生母细心但养母疏忽大意的小鼠”拥有更少的L1拷贝。研究人员推测,拥有疏忽大意母亲的后代会更有压力,这可能会以某种方式导致基因复制和移动地更频繁。值得一提的是,母亲的关怀与其他已知跳跃基因的数量之间没有相似的相关性,这表明,这种因素对L1有独特的作用。背后机制与甲基化有关研究中,科学家们还调查了甲基化——DNA上的一种化学标记模式,能够被环境因素所影响。结果发现,其他已知跳跃基因的甲基化在所有后代中都是一致的,但L1的情况就不同了。具体来说,“拥有疏忽大意母亲的小鼠”比“拥有细心母亲的小鼠”拥有显著更少的甲基化L1基因,这表明,甲基化是负责L1基因流动性的机制。