线虫中出现的一种机制可以使神经系统细胞与生殖细胞进行通讯

2019年12月25日15:39:51线虫中出现的一种机制可以使神经系统细胞与生殖细胞进行通讯已关闭评论
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线虫是几乎在所有环境栖息地中发现的蠕虫,是研究最多的模型生物之一。它们繁殖迅速,其基因组包含与人类基因组几乎相同数量的基因。特拉维

线虫是几乎在所有环境栖息地中发现的蠕虫,是研究最多的模型生物之一。它们繁殖迅速,其基因组包含与人类基因组几乎相同数量的基因。

特拉维夫大学的一项新研究发现,线虫中出现的一种机制可以使神经系统细胞(神经元)与生殖细胞进行通讯,而生殖细胞中包含的信息(遗传和表观遗传信息)可以传递给后代。这项研究确定了神经元向下一代传递信息的方式。

这项研究是由TAU的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,于6月6日发表在Cell上。

Rechavi教授说:“该机制由调控基因表达的小RNA分子控制。”“我们发现小RNA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。

”这些发现违背了现代生物学中最基本的教条之一。长期以来人们一直认为,大脑活动对后代的命运绝对没有影响。韦斯曼屏障也被称为生物学第二定律,它指出种系中的遗传信息应该与环境影响隔离开来。”

根据这项由Rechavi教授的学生Rachel Posner和Itai A. Toker共同撰写的研究,这是首次确定一种可以跨代传递神经元反应的机制。这一发现可能会对我们对遗传和进化的理解产生重大影响。

“过去,我们发现蠕虫中的小RNA可以产生跨代变化,但是从神经系统中跨代传递信息的发现是圣杯,” Toker解释说。“神经系统在整合对环境的反应以及对身体的反应方面具有独特的能力。它还可以控制生物体后代的命运的想法令人震惊。”

“我们发现,蠕虫需要在神经元中合成小分子RNA,才能有效地吸引与必需营养素相关的气味-寻找食物。父母神经系统产生的小分子RNA影响了这种行为,以及至少持续三代的许多种系基因的表达。” Rechavi教授解释说。

换句话说,没有产生小RNA的线虫表现出有缺陷的食品鉴定技能。当研究人员恢复了在神经元中产生小RNA的能力时,线虫又一次有效地向食物移动。即使子代自身不具有产生小RNA的能力,这种效应也保持了多代。

Rechavi教授总结道:“重要的是要强调,我们尚不知道其中任何一种是否会转化为人类。”“如果确实如此,那么研究这种机制可能会在医学上有实际应用。许多疾病可能具有表观遗传的成分。更深入地了解非常规遗传形式对于更好地了解这些情况以及设计更好的诊断和治疗方法至关重要。”

Toker补充说:“观察特定的神经元活动是否会以对后代具有特定优势的方式影响遗传信息,将非常有趣。”“通过这种途径,父母有可能在自然选择的背景下传递对后代有利的信息。