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恐惧能遗传吗?(1)
http://www.100md.com 2014年10月1日 《百科知识》 201419
     假如你被劫持过,或者经历过战争、饥荒,甚至被虐待过,你会在心灵深处不可避免地留下创伤,而且有深深的恐惧。那么,你做了父亲后,会不会把恐惧也遗传给你的后代?反过来,你并未经历过恐怖事件,却时常有莫名其妙的恐惧阵阵来袭,是不是也会从父辈那里找到答案?现在,已经有很多研究给予了肯定回答。恐惧的一个重要原因在于遗传,但是,并非传统的基因密码锁定的遗传,而是表观遗传。伴随着不断出现的表观遗传的研究结果,拉马克假说似乎可以获得新生了。

    小鼠的恐惧来自哪里?

    迪亚斯是美国埃默里大学克里·莱斯勒实验室的博士后,他的研究团队在2014年1月的《自然神经科学》杂志发表的一篇文章展示了小鼠产生恐惧的过程和机理。

    迪亚斯让雄性小鼠嗅闻一种镇静剂——苯乙酮,这种药物闻起来有一种甜甜的杏仁味。在小鼠嗅闻苯乙酮的同时,对这些小鼠的脚部给予一个较轻的电击刺激,让小鼠感到痛苦。迪亚斯每天让这些小鼠在闻到苯乙酮的时候痛苦5次,连续3天,之后小鼠对杏仁味就非常害怕了,即便没有电击,它们一闻到杏仁味时会吓得趴在地上,一动不动。
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    10天之后,迪亚斯让这些雄性小鼠与正常的雌性小鼠交配。交配后产生的小鼠后代(F1)尽管没有嗅闻过杏仁味,但其中的一些小鼠在成年后也对杏仁味极其敏感。它们闻到杏仁味时如果突然出现一点噪声,这些小鼠就会被吓住。不仅如此,这些小鼠再繁殖的后代(F2,即第一代实验鼠的孙辈)在有杏仁味的环境中也会显得神经质。

    第三代小鼠除了对杏仁味恐惧外,还都有一个共同点,它们鼻腔里的M71神经纤维球明显要比其他小鼠大一些,这些M71神经纤维球是鼻腔内专门感受杏仁味,并且将信号传递给大脑嗅球神经元的结构。这种生理结构或许能解释即便小鼠的子辈、孙辈没有经历过嗅闻杏仁味时遭受电击的痛苦,也能在闻到杏仁味时感到恐惧。

    迪亚斯与其他一些获得过类似研究结果的研究人员都认为,这种环境因素的遗传现象属于表观遗传学的范畴。表观遗传是指基因的核苷酸(碱基)序列不发生改变,但出现DNA修饰(如甲基化)而调节基因的表达,从而产生生物性状的遗传,并可能持续几代遗传下去。表观遗传包括DNA的甲基化、基因组印记、组蛋白修饰、母体效应、基因沉默和核糖核酸(RNA)编辑等。
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    通过这个研究,刚刚在两年前做了父亲的迪亚斯也在思考,除了恐惧,他和他的儿子会从他的父亲和祖父那里通过不同于传统遗传方式的表观遗传获得哪些他们所没有经历和知道的东西和经验,这些东西和经验会对一个人的成长有什么样的作用和影响。

    来自后天环境的更多遗传影响

    早在迪亚斯之前,已经有很多研究人员发现动物从后天环境中获得的其他生物性状和功能可以遗传给下一代。

    在2005年6月3日的美国《科学》杂志上,美国华盛顿州立大学生殖生物学家斯金纳的研究团队公布了一些重大发现,某些化学物质的损害效应可以在哺乳动物中持续多代表现出来,能够传到三代甚至四代以后。这些物质包括滴滴涕、除虫菊酯、航空燃油、塑料添加剂(包括邻苯二甲酸酯、双酚A)等,它们都能在大鼠体内引发跨代不良效应,例如肥胖和卵巢疾病等。原因在于,这些化学物质可以在大鼠的精子DNA上打上不同的甲基化标记。
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    斯金纳研究团队的这些研究发现多少有些意外的因素。故事要追溯到2000年,当时斯金纳的实验室招聘了一位名叫安德烈·卡普的女博士后。卡普根据自己的特长和兴趣主持了杀虫剂甲氧滴滴涕影响生殖细胞发育的试验。甲氧滴滴涕是一种内分泌阻滞剂,具有类似性激素的作用。

    卡普的研究目的是,观察大鼠暴露于甲氧滴滴涕后,其后代的生殖器官,如卵巢或睾丸形成是否会受到干扰。然而,在对怀孕大鼠注射甲氧滴滴涕后,卡普没有看到她想要看到的结果,却获得了另外的结果。注射甲氧滴滴涕的怀孕大鼠产下小鼠后,这些小鼠中的雄鼠在成年后精子数量减少、精子活力降低。此后,卡普又让这些雄鼠与同样注射过甲氧滴滴涕的孕鼠所生后代的雌鼠交配,结果孙辈(F2)雄鼠也同样出现精子缺陷。

    对于这个结果,斯金纳在最初持怀疑态度,他知道按照经典的遗传理论,如果没有出现基因突变,是不会有后代的遗传改变的,而且甲氧滴滴涕不会诱发基因突变,因此注射过甲氧滴滴涕的大鼠的后代(F1和F2)也不可能受到遗传影响而产生精子缺陷。于是,斯金纳要求卡普重新试验,以求获得重复验证。卡普的试验做了15次,每次都获得了相同的结果。
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    尽管如此,斯金纳也不放心,要求卡普用另一种内分泌阻滞剂,即农利灵杀真菌剂来做试验。令人惊讶的是,试验结果完全相同,大鼠的孙辈(F2)及重孙辈(F3)的雄鼠的精子都出现了缺陷,而且每组后代中精子缺陷的雄鼠多达90%。这种情况意味着不可能是基因突变引起的,因为基因突变是随机的,而且会在传代过程中被稀释。

    那么,这种结果到底是什么原因引起的呢?卡普和斯金纳几经探索,终于在大鼠睾丸中鉴定出几个被甲基化修饰的基因,这让他们相信正是这种甲基化阻断了精子发育相关基因的正常表达。而且,表观遗传导致的生物性状变化能和经典遗传信息一样传递给后代。

    不被科学界认同

    然而,斯金纳等人发表在《科学》杂志上的研究结果并不被科学界认同,尤其是进化生物学家激烈反对斯金纳等人的研究结果。因为,斯金纳等人的研究结果触动了遗传学的一个经典理论,即对曾被否定的拉马克假说给予了肯定。

    拉马克是18~19世纪法国生物学家,他提出了用进废退和获得性遗传的假说。拉马克认为,生物经常使用的器官会逐渐发达,不使用的器官会逐渐退化,这就是用进废退假说。同时,通过后天的用进废退获得的生物性状是可以遗传的,生物可以把后天获得的生物性状和生理功能遗传给下一代。例如,如果一个人的父亲或母亲是举重选手,他本人就可能获得来自父母遗传的大腿和手臂的强健肌肉。同样,长颈鹿的祖先原本是短颈的,但是为了要吃到高树上的叶子就要经常伸长脖子和前腿,于是脖子和前腿便增长了,并能遗传给下一代。, 百拇医药(王一凡)
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