成年雄性老鼠给它们的后代留下了意想不到的“财富”。最近发表在《science》杂志上的两项研究表明,啮齿动物精子中含有一定量的RNA,这些RNA分子可以影响后代的代谢活动。由于这些RNA是帮助合成蛋白质的关键成分,因此这一发现揭示了一类新的遗传物质。西雅图太平洋西北糖尿病研究所的遗传学家约瑟夫·纳多称这一发现令人惊讶,但并非完全不可能。
“没有机会”曾经是生物学家看待表观遗传的方式。表观遗传的核心思想是DNA序列以外的东西可以在世代之间流动。然而,最近研究人员发现了许多其存在的证据。雄性小鼠的进食程度和承受的压力会影响后代的代谢活动。为此,研究人员仍在努力寻找让后代继承父亲的代谢和生理状态的方法。一些证据表明其中涉及DNA的化学修饰,其他研究人员发现哺乳动物精子含有调节基因表达的microRNA。
这项最近的研究揭示了一类新的RNA分子:转移RNA。在他的一项研究中,遗传学家奥利弗·兰多给雄性小鼠喂食低蛋白饮食,发现这些雄性小鼠细胞中涉及胆固醇和脂肪代谢的基因表达水平增加。随后,他们分析了这些雄性小鼠的精子成分,发现其中含有相当数量的tRNA,并证明这些tRNA是在精子通过附睾的过程中积累的。
另一项研究是由中国科学院的一个研究小组进行的。他们给雄性老鼠喂食高脂肪或低脂肪的食物,然后将它们的精子注射到未受精的卵子中。然后他们开始追踪正常饮食的后代的代谢活动。结果显示,虽然喂食高脂肪饮食的雄性老鼠的后代更瘦,但它们仍然表现出与肥胖和糖尿病相关的症状:葡萄糖摄入异常和胰岛素抵抗。为了证明是否涉及转移RNA,研究人员将这些转移RNA单独注射到未受精卵中,并让它们与正常精子受精。结果表明,即使将转移RNA单独注射到接受高脂肪饮食的雄性小鼠的精子中,也会导致后代代谢异常。
现在,研究人员需要回答“这些遗传特征是否稳定,是否可以通过改变饮食来纠正”。RNA片段的影响不一定是有害的。如果不良的饮食习惯可以遗传给下一代,那么我们有理由相信良好的饮食习惯也可以遗传给下一代。