顛覆認(rèn)知!記憶居然真的可以遺傳

近日，頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《CELL》同日連續(xù)發(fā)表兩篇重磅文章，研究人員在對(duì)線蟲的研究中發(fā)現(xiàn)，記憶可以被遺傳，甚至持續(xù)3-4代！

有人說，記憶到最后也許是最寶貴的財(cái)富。人們總是希望能夠把最珍視、最有價(jià)值的記憶保留下來。

科學(xué)家們也正為此孜孜不倦的努力著。

在2016年的SXSW大會(huì)上，南加州大學(xué)教授Theodore Berger宣布了一個(gè)轟動(dòng)整個(gè)科技界的消息：

在對(duì)猴子、老鼠的實(shí)驗(yàn)中，通過人造海馬體完成了短時(shí)記憶向長(zhǎng)期儲(chǔ)存記憶“幾乎完美”的轉(zhuǎn)換，這項(xiàng)技術(shù)可以完成對(duì)人腦記憶的備份，并復(fù)制到其他人的大腦中。

這就意味著記憶有可能“遺傳”給后代。

而近日，愛思維爾(Elsevier)出版公司旗下的細(xì)胞出版社(Cell Press)雜志《CELL》同日發(fā)表了兩篇重磅文章——記憶居然真的可以遺傳！

這兩項(xiàng)重磅的研究結(jié)果表明：至少在線蟲(C.elegans)這樣的生物中，記憶可以被遺傳，且可以維持3-4代。

堪稱顛覆認(rèn)知！

另類“遺傳”：神經(jīng)元向生殖細(xì)胞傳遞信息，影響后代基因表達(dá)

線蟲是目前生物學(xué)研究中最常見的“樣板生物”之一，它幾乎在所有環(huán)境棲息地中都存在。它們繁殖速度非?？?，而且基因組中的基因數(shù)量幾乎和人類基因組的基因數(shù)量相同。

近日，由特拉維夫大學(xué)George S. Wise生命科學(xué)學(xué)院和Sagol神經(jīng)科學(xué)學(xué)院的Oded Rechavi教授領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)：

線蟲的神經(jīng)系統(tǒng)可以通過神經(jīng)元與生殖細(xì)胞進(jìn)行信息交流，生殖細(xì)胞中包含傳遞給后代的信息（遺傳和表觀遺傳）。這項(xiàng)研究確定了神經(jīng)元向這些后代傳遞信息的模式。

Rechavi教授對(duì)此表示：

這種信息的傳遞受控制基因表達(dá)的小RNA分子的控制。我們發(fā)現(xiàn)小RNA會(huì)將來自神經(jīng)元的信息傳遞給后代，并影響各種生理過程，包括后代的覓食行為等。

這些研究結(jié)果與現(xiàn)代生物學(xué)中最基本的結(jié)論之一背道而馳。長(zhǎng)期以來，人們一直認(rèn)為大腦活動(dòng)對(duì)后代的命運(yùn)沒有任何影響。這個(gè)結(jié)論被稱為“韋斯曼障礙”，也稱生物學(xué)第二定律，該定律指出，繼承種系中的信息應(yīng)該與環(huán)境影響隔離開來。

在Rechavi教授的學(xué)生RachelPosner和Itai A. Toker共同撰寫的研究論文中表示，這是業(yè)界第一次確定可跨代傳遞神經(jīng)元反應(yīng)的機(jī)制。這一發(fā)現(xiàn)可能對(duì)遺傳和進(jìn)化的理解產(chǎn)生重大影響。

Toker表示：

在過去，我們發(fā)現(xiàn)線蟲中的小RNA可以產(chǎn)生跨代變化，但能夠發(fā)現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)信息的跨代傳遞屬于最高成就。神經(jīng)系統(tǒng)在對(duì)針對(duì)環(huán)境反應(yīng)和身體反應(yīng)的整合能力是獨(dú)一無二的。神經(jīng)系統(tǒng)竟然能夠控制生物體后代的命運(yùn)，這真是令人驚嘆的發(fā)現(xiàn)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，需要在神經(jīng)元中合成小RNA，蠕蟲才能有效地被其必需營(yíng)養(yǎng)素相關(guān)的氣味所吸引，并順利完成覓食活動(dòng)。在父母一代的神經(jīng)系統(tǒng)中產(chǎn)生的小RNA影響了這種行為，同時(shí)在三代之內(nèi)影響了許多種系基因的表達(dá)。

換句話說，沒有產(chǎn)生小RNA的線蟲會(huì)在食物識(shí)別上存在缺陷。當(dāng)研究人員恢復(fù)在神經(jīng)元中產(chǎn)生小RNA的能力時(shí)，線蟲再次具備了高效覓食的能力。盡管線蟲后代本身不具有產(chǎn)生小RNA的能力，但這種效果仍保持了數(shù)代之久。

“我們要強(qiáng)調(diào)的很重要的一點(diǎn)是，目前我們還不知道這種現(xiàn)象對(duì)人類是否依然適用?！盧echavi教授說。

如果答案是肯定的，對(duì)于這一機(jī)制的研究就可以在醫(yī)學(xué)中得到實(shí)際應(yīng)用。許多疾病可能存在一些表觀遺傳學(xué)上的遺傳成分。對(duì)非常規(guī)遺傳形式的深入理解，對(duì)我們更好地理解這些疾病的機(jī)理，設(shè)計(jì)出更優(yōu)秀的診斷和治療方法至關(guān)重要。

Toker還表示，研究特定的神經(jīng)元活動(dòng)能否影響遺傳信息，讓后代具備特定的遺傳優(yōu)勢(shì)，這是很有吸引力的事情。通過這種方式，父母一代可能會(huì)在自然選擇的背景下傳遞對(duì)后代有益的信息，這可能會(huì)影響有機(jī)體的進(jìn)化過程。

學(xué)習(xí)到的信息可持續(xù)遺傳至第四代！

普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家們則對(duì)線蟲的“避害”反應(yīng)做了研究。

在自然環(huán)境下，線蟲會(huì)在生活中接觸到各種各樣的細(xì)菌。有些細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)豐富，是線蟲的美食，而另一些細(xì)菌則具有感染性，會(huì)讓線蟲生病，甚至是殺死線蟲！

能夠從父母那里繼承信息的能力，在進(jìn)化上可能是有益的事情，這種能力能夠使后代更安全地度過危險(xiǎn)環(huán)境。

研究人員發(fā)現(xiàn)，線蟲在學(xué)會(huì)了如何避免被致病菌銅綠假單胞菌（PA14）感染之后，將這種學(xué)習(xí)到的信息成功傳遞給了它們的后代，并一直傳遞持續(xù)到了第四代。

研究表明，TGF-β配體DAF-7在感覺神經(jīng)元中的表達(dá)，與這種跨代避害的行為具有正相關(guān)性。在學(xué)會(huì)避害行為的后3-4代線蟲中，DAF-7的表達(dá)水平出現(xiàn)了明顯升高。

即使這些后代線蟲之前從未遇見過這些致病菌，也會(huì)對(duì)其“敬而遠(yuǎn)之”！

記憶的遺傳，或是另一種“永生”？

縱觀歷史，有無數(shù)人在尋找著永生不死的方式——他們或修煉自己的精神世界，或求助于丹藥、或修建宏偉的寢陵，想以此實(shí)現(xiàn)精神的延續(xù)和永存，但無一成真。

今天，我們借助科學(xué)發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)“永生”的研究也不斷在持續(xù)著。

新智元此前報(bào)道過《Nature重磅封面：復(fù)活死亡大腦！》——耶魯大學(xué)的最新研究表明，豬大腦在死亡4小時(shí)后成功復(fù)活，并維持了至少6小時(shí)。

這項(xiàng)研究掀起了一波道德倫理的輿論浪潮，有人擔(dān)心這是否就會(huì)是僵尸啟示錄的開始；但同時(shí)還有人認(rèn)為，讓一些偉人的大腦復(fù)活，實(shí)現(xiàn)意識(shí)和記憶的“永生”，將具有重大的意義。

而這次科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)可謂是顛覆了我們的認(rèn)知。

原來信息竟然可以通過神經(jīng)代代相傳，不知道這是不是另一種“永生”的方式呢？