文澤波
“你是魚嗎?記性那么差,7秒之后就全部記得了?”
這樣的類比我們在生活中常常聽見,“魚的記憶只有7秒”像是一個不爭的事實一樣存在于我們的日常生活中,很少有人去懷疑。
8月,新西蘭Otago大學(xué)的科學(xué)家一項發(fā)表在《自然-通訊》上的研究成果顯示,斑馬魚的表觀遺傳記憶,能夠通過保存DNA甲基化的方式連續(xù)遺傳給后代。也就是說,這種魚它們很可能記得發(fā)生在他們祖先身上的事情。這與我們?nèi)粘A?xí)慣的“7秒記憶”完全相悖。
2016年,來自特拉維夫大學(xué)的科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷饑餓的線蟲,會將經(jīng)受饑餓的“記憶”,通過smallRNA傳遞的方式遺傳給后代。研究人員發(fā)現(xiàn)后代的線蟲,盡管并未經(jīng)受“饑餓”,卻能夠提前對饑餓做好準備。這類記憶,大多是親代對環(huán)境條件,特別是不利環(huán)境因素的表觀遺傳學(xué)修飾,有助于幫助后代更好的存活下來。
這樣的遺傳方式,被稱為“表觀遺傳學(xué)”。這類記憶,大多是親代對環(huán)境條件,特別是不利環(huán)境因素的表觀遺傳學(xué)修飾,有助于幫助后代更好的存活下來。,其他的例子比如:小鼠的毛色部分受到與DNA結(jié)合的小分子的控制,這種狀態(tài)由后代遺傳。在人類中,第二次世界大戰(zhàn)后的饑餓似乎通過一種在營養(yǎng)不良的母親的兒童甚至孫子中遺傳的機制引發(fā)肥胖。后代能夠?qū)τH本發(fā)生的,自身并未經(jīng)歷的事件,出現(xiàn)記憶并做出“跨代”反應(yīng)。
DNA甲基化是表觀遺傳修飾的最主要表達方式之一,具體是這樣一個過程:在不改變DNA序列前提下,通過一種特定的酶使得DNA上的的核苷酸上共價結(jié)合一個甲基基團(有機化學(xué)分子團),從而改變DNA的構(gòu)象,這一過程的作用是抑制DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中的大溝和蛋白質(zhì)的相互結(jié)合,從而抑制其在調(diào)控基因表達等方面的作用。
這一類的DNA在受精后會被“擦除”,并不會遺傳給后代,并且子代后續(xù)的發(fā)育過程中,隨著環(huán)境條件的變化,DNA甲基化水平再次升高。然而,新西蘭Otaga大學(xué)在這項針對斑馬魚的研究中,他們通過低覆蓋率全基因組亞硫酸鹽測序的方法對斑馬魚種系發(fā)育過程中的DNA甲基化水平進行了分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)種系發(fā)育的過程中,斑馬魚并不會像哺乳動物一樣,、經(jīng)歷全基因組的DNA甲基化的刪除。斑馬魚的DNA甲基化事件能夠遺傳給下一代,甚至后面的幾代。也就是說,在魚類(至少是斑馬魚)中,似乎可以通過傳遞DNA甲基化來把記憶傳遞給后代,這可能能夠幫助斑馬魚更好地適應(yīng)環(huán)境的變化。
就像認為魚的記憶只有7秒一樣,很多人還認為魚不會感覺到痛,因為處在痛苦中的魚不會做出反應(yīng),也不會表現(xiàn)出正常的反捕食行為。然而早在2002年,利物浦大學(xué)(Liverpool University)生物獸醫(yī)科學(xué)系主任林恩·斯奈登就在魚身上發(fā)現(xiàn)了和人類身上感受疼痛刺激相同的神經(jīng)。
斯奈登說:“實驗表明,對我們造成痛苦的刺激也會影響魚。處在痛苦中的魚不會做出反應(yīng),也不會表現(xiàn)出正常的反捕食行為?!比欢?,當(dāng)斯奈登的團隊在魚身上使用阿司匹林、利多卡因和嗎啡等藥物時,疼痛引起的癥狀就消失了?!叭绻~不感到疼痛,那么止痛藥就不會起作用,”哺乳動物和魚類有許多相同的神經(jīng)遞質(zhì),其中包括多巴胺和血清素。在人類身體中,這些神經(jīng)遞質(zhì)與疼痛、饑餓、口渴和恐懼有關(guān)。魚的解剖學(xué)、神經(jīng)化學(xué)和行為現(xiàn)象都表明,魚能夠體會到包括幸福、疼痛以及恐懼在內(nèi)的多種感覺。這些重重跡象也表示著,魚的記憶不止7秒那么簡單,它們甚至有可能還留有從祖先那里“得來”的“史前記憶”。(編輯/侯幫虎)