沉默基因 RNA可直接遗传给后代：获得性遗传或许很简单！

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有性生殖过程中，亲本双方各自传递一半的 DNA 给下一代，是基因遗传（genetic inheritance）的基本定律。人们普遍认为，这些遗传物质——DNA 包含了构建一个新个体所需的所有遗传信息。

但是近期研究表明，在某些物种中，亲代的生活经历可以改变下一代的表型。饥饿、中毒、患病等许多因素都可以改变父母的基因表达模式，并在某些情况下，这些改变会被传递给下一代。这种现象被称为“非基因遗传”（non-genetic inheritance），它的具体机制尚不清楚。

马里兰大学的发育生物学家首次在秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）体内观察到，亲代体内具有沉默基因功能的 dsRNA 分子可以直接传递给子代，并在子代中保持其基因沉默功能。这篇2016年10月17日在线发表在 PNAS 上的文章为解释“非基因遗传”现象提供了一种大胆的假设，它指出，这种现象背后的机制可能远没有我们想象得复杂。

图中为秀丽隐杆线虫，箭头所指为一个刚刚受精的受精卵，受精卵中含有能够沉默基因的dsRNA颗粒，而这些dsRNA分子可以直接从亲代线虫的循环系统进入卵细胞。图片来源：Antony Jose，Universityof Maryland

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“这是我们第一次观察到双链 RNA 分子的代际传递，”来自马里兰大学细胞生物学和分子遗传学系的助理教授、该文章的资深作者 Antony Jose 介绍道，“人们一直假设是 dsRNA 改变了亲代的遗传物质 DNA，然后这些遗传物质 DNA 被传递给了子代，但是我们的发现表明，RNA 很有可能跳过了中间的步骤。”

Jose 和他的团队成员（包括该文章的第一作者——学生 Julia Marré 和技术员Edward Traver）将带有荧光标记的 dsRNA 分子注射到秀丽隐杆线虫的循环系统内，然后观察到这些 RNA 分子从亲代的循环系统中移动到待受精的卵细胞内。

视频中，线虫的一个未成熟卵细胞正在为受精做准备，当它从亲本体内吸收营养的时候，dsRNA 分子也一同进入卵细胞——品红标记的小点。

Credit: Antony Jose/University of MarylandCollege of Computer, Mathematical, and Natural Sciences

这一机制可导致一些令人吃惊的结果，例如在一个亲本体内，由于被注射的 dsRNA 分子没有能互补配对的基因序列，所以不具有沉默该亲本基因的功能。但是，当子代线虫从另一个亲本处得到的一半遗传物质中有能与这些 dsRNA 互补配对的基因序列时，这些 dsRNA 则可以在子代体内沉默基因。这一现象表明，在某些情况下，dsRNA 介导的基因沉默可以表现出跨代遗传的特征。

“我们观察到 dsRNA 可以直接传递给后代这一令人震惊的现象。这为解释‘亲代的环境因素可以影响子代’这一现象提供了一种具体机制，”Jose 介绍道，“但是，更令人震惊的是，当子代从亲本A继承了亲本B没有的基因时，亲代B却可以向子代传递基因沉默信息来沉默这个基因。”

Jose 和他的同事们并没有预料到 dsRNA 会在代际信息传递中扮演这样一个直接的角色。他解释道，因为 dsRNA 是许多病毒生命周期的重要组成部分，所以人们很自然地认为活细胞的天然防御功能会阻止 dsRNA 入侵下一代。

“我们本以为下一代会受到很好的保护，但实际上，dsRNA 分子能很随意地进入生殖细胞，”Jose 补充道，“在准备受精的过程中，卵细胞采用的吸收营养的方式使下一代不仅仅获得了营养，还获得了更多的信息。”

Jose 和他的同事希望进一步了解 dsRNA 在多代个体中行使基因沉默功能的具体机制。

“有迹象暗示，在人类的代与代之间也会发生相同的事情。例如，人体血液中含有 RNA，但是我们不知道这些 RNA 分子的来源、去向以及具体的功能，”Jose说，“而我们的研究恰好引入了一个全新的视角——它们可能是亲代-子代信息传递的载体。”