大眼睛、高鼻梁、高智力……众所周知,生物遗传会影响后代的很多特征,但生物对环境压力产生的适应性应激反应也会遗传吗?8月2日,中国科学院遗传与发育生物学研究所田烨课题组发表于《自然—细胞生物》的研究给出的答案是:会。
这次,研究人员发现了一种全新的跨代遗传现象——神经元线粒体的应激记忆可通过mtDNA水平升高来遗传。它赋予了后代更强的抗压能力以及更长的寿命。不过,这样的遗传优势也会让后代付出其他“代价”。
论文第一作者张茜补充道,后代中mtDNA拷贝数的升高,会引起线粒体内蛋白质稳态的失衡,表现在氧化磷酸化(OXPHOS)复合体的组装效率下降,线粒体呼吸能力下调,三磷酸腺苷(ATP)产生减少。因此,虽然后代并未直接经历上一代的神经线粒体损伤,但是因为获得了更多的mtDNA拷贝数而导致线粒体稳态失衡,诱导产生UPRmt。继承了较高水平的mtDNA以及随之产生的UPRmt使得后代具有更强的抗逆能力,包括耐热、抗病原菌感染以及抗百草枯毒素(急性线粒体损伤)的处理,而且获得了更長的寿命。“但作为代价,这些后代发育迟缓,且生殖力下降。”田烨说。
新生儿出生后,很多人经常会围绕孩子像爸爸还是像妈妈争论不休。不过,神经元线粒体应激遗传带来的“馈赠”一定来自妈妈,这点可以肯定。“线粒体都是母系遗传。”田烨说。
同时,她也强调,当没有环境压力选择时,携带更高拷贝mtDNA的后代在群体中的比例将会很快下降并逐渐消失;但当遇到类似祖辈经历的压力胁迫时,这些后代会展现出更强的生存和竞争力。
◎ 来源|中国科学报