两项新研究成果显示母亲的早期环境产生的影响可遗传给后代。
沉默的DNA：添加甲基至基因组的特定位置可改变相关基因的表达。该过程被成为DNA甲基化，是表观遗传变化的一种，属于不会改变DNA序列的可遗传变化。左图中，彩色条表示组成DNA序列的基础，绿色圆点表示甲基化。
来源：科技杂谈
两项新研究表明，动物青少年期环境的影响可遗传给后代。如果这项基于啮齿动物的研究同样适用于人类，也就是说，人类的早期教育和童年期虐待产生的影响都可代代相传。这一发现支持了200年前已被大部分学者否认的一个进化论流派：拉马克进化论。该理论认为后天习得的特征可被遗传给后代。
“这个惊人的结果完全出乎意料，”未参与该研究的麻省理工学院神经学家蔡立晖（音译）说。其中部分研究确实发现大脑恢复能力的提高及与其相关的记忆力的增强可以遗传给后代。“这是首个能够证明跨越世代效应不仅仅体现在行为上，更体现在大脑可塑性上。”
近几年，表观遗传变化——不改变DNA序列的可遗传变化——在发育中扮演了重要的角色，使得结构相似的细胞能够衍生出不同功能。同时，它还在癌症及其他疾病研究中占有了一席之地。（“表观遗传的定义”有多个不同版本，某些科学家将其囿于能改变基因表达的那些特殊细胞结构中。）多数表观遗传研究要么局限于细胞水平上，要么局限于药物与饮食对子宫的表观遗传效应的研究。这两项新研究是独特的，因为环境改变带来的影响，如早期教育或幼年虐待，都是出现于怀孕之前。位于波士顿的塔夫斯大学医学院神经学家拉里·费奇在监督了部分研究之后，指出：“对母体施加刺激，进而影响其后代乃至后代的后代。这样的情况下，外界刺激在实验老鼠生育之前早已施加。”
根据费奇的研究，将天生具有记忆能力缺陷基因的实验老鼠作为对象，他们青少年期即被饲养在充满玩具、练习及社交活动等早期教育媒介的环境中。两周后，实验鼠的记忆力有了一定的提高。鉴于这些早期教育媒介曾被证明有改善大脑功能的效果，这样的结果并不出人意料。随后，老鼠们回归了原始的生活环境，并生长产仔。但其后代表现出了较好的记忆力，即便它们在基因上仍然有父辈同样的缺陷，也没有受到提高记忆力的训练。
研究人员同时考察了分子级别与记忆紧密相连的一种机制——长期势差，简称LTP，该机制能够加强神经元之间的联系。如果在青少年期，对基因有缺陷老鼠进行训练，则可以修复它的LTP缺陷。修复后的LTP还可以遗传给后代。即使这些后代是由未经训练且记忆缺陷的老鼠抚养长大的，它们的记忆力仍然体现出LTP修复后的特征。“通过观察实验鼠后代，”费奇教授说，“基因缺陷仍存在于它们的蛋白质中，但它们的LTP是正常的。”这个发现刊登在今天的《神经学杂志》上。
参与此项研究的蒙特利尔市麦吉尔大学兹伊夫博士说“如果这项发现可以推及人类，那么女子教育不仅她所处的一代重要，对下一代同样举足轻重。”
在另一项研究中，研究者们用压力大的母鼠以忽视或虐待的方式抚育幼鼠，随之发现幼鼠的DNA有了特殊的表观遗传变化。这些幼鼠成年后成为了糟糕的母亲，并把这种表观遗传变化传给了后代。
前述的研究仅表明母亲糟糕的抚育可以通过DNA的表观遗传变化传给后代，但这些变化仅仅由母亲的抚育方式触发。在一项新研究中，研究者用健康的母鼠抚育压力大的母鼠产下的幼仔，发现表观遗传变化只能部分修复。“这就表明表观遗传变化‘并非由初生经历造就’”，监督了该研究的伯明翰阿拉巴马大学神经学家大卫·斯威特指出，”那种变化这些老鼠幼仔一出生就已经有了。”这项研究成果上月发布在《生物精神病学》的网站上。
上述两项研究成果颇受争议，甚至复苏了数百年前的论战。达拉斯德克萨斯州西南医学院神经学家丽莎·蒙特吉亚评价道，“这是很有挑战性的，差不多回到了两个思想流派论战的时代——拉马克对达尔文。”
不同于强调自然选择、适者生存的进化论思想，拉马克理论认为，动物在出生后才形成像较强的记忆力这样的适应性能力，并将这种适应性能力遗传给后代。这种学说在达尔文以及其后的孟德尔理论占主导地位时，几乎被完全抛弃。但近几年，拉马克理论随着科学家对表观遗传学认识的深入有回归的迹象。
大卫·斯威特说，“并非我意图找到支持现代拉马克学说的证据，而是研究结果使得这一学说更趋于可信，甚至可以得出基于分子机制的解释。”
另一方面，费奇仍主张这些发现虽然是“拉马克式的现象，实际上仍符合达尔文理论，因为这些变化无法永久不灭。”根据费奇的研究，这些受训老鼠后代的记忆力优势数月就会消失。
斯威特及其它研究者认为这种继承可能比我们想像的更为普遍。日新月异的科技使得我们可以用更广阔的视野看待与环境和行为相联系的表观遗传变化。科学家们甚至开始用DNA微阵列（近几年在致病基因研究中广泛应用的手段。）观察被称为DNA甲基化的某种特定变化。运用这种手段观察表观遗传与癌症，兹伊夫博士发现“变化并非局限于少量基因，整个线路都发生了变化。”
DNA测序也可被用于研究DNA甲基化，且成本已大大降低。然而，表观遗传学研究需要进行大量测序，所以成本过于高昂。“不同于基因组，每一种细胞中的每一个表观基因组都是不同的，”斯威特说，“由于人类体内至少有250种细胞，所以一个表观基因组工程相当于250个人类基因组的工作量。只有测序价格低廉了，这种研究才有可能进行。”
对于科学家来说，这种继承的真实内在机制着实迷惑难解。费奇的理论是环境改善激发了长期的荷尔蒙改变，因此，当动物怀孕时，荷尔蒙一定程度上改变了胎儿的DNA，从而最终导致幼仔的记忆力提高和LTP修复。不过，他也提醒，目前尚没有直接证据证明上述理论，也没有明确证据证明行为的继承是通过表观遗传机制实现的。
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