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Science:缺乏母爱竟会改变基因组,影响大脑神经元!

2018-3-23 作者:药明康德   来源:学术经纬 我要评论0

今日,《科学》杂志上刊发了一项重量级研究:来自Salk研究所的团队发现,缺乏母爱的小鼠其基因组会出现明显改变,且这种改变集中在影响情感和记忆的海马体中。这一发现支持了“童年环境会影响人类大脑发育”的观点。

什么?出生后的动物还会出现基因组的明显改变?Salk研究所的过渡所长,该研究的通讯作者Rusty Gage教授给出了肯定的答案:“教科书上说DNA是稳定不变的,它造就了我们。但实际上,DNA要动态得多。你细胞内的一些基因能够自我复制,并且到处移动。换句话说,你的DNA在一定程度上的确会变化。”

这一现象在大脑中尤其常见。十多年前,科学家们就发现大脑的神经元之间存在DNA序列的微小差异,这背后的部分原因在于“跳跃基因”——这些DNA序列能从基因组的一个位点跑到另一个位点,给神经元的遗传信息带来多样性。Gage教授正是这一领域的专家。2005年,他的团队发现一种叫做L1的跳跃基因可以在发育中的神经细胞里“跳来跳去”,造成影响。

这究竟是自发的随机现象,还是会受到外界的影响?为了回答这个问题,研究人员们决定将生命早期的一大环境因素——母爱纳入考量。在实验中,刚出生的小鼠先与它们的母亲共度2周时光,好让研究人员对母亲的舔舐和梳毛行为进行量化。随后,这些小鼠又被分为两组,一组接受的舔舐和梳毛行为较多,另一组则较少。研究发现了一个有趣的现象:那些得到母亲关注较少的小鼠,其影响情感和记忆的海马体神经元中,L1基因的拷贝数有显着上升,大脑神经元的遗传多样性因此也更多样。


不问不顾的母亲(左),会对后代造成基因层面上的影响

研究人员们排除了单纯由遗传造成的影响:他们比较了母亲与后代的L1拷贝数,发现这一现象并不是简单来自遗传。此外,它们也分析了来自后代额叶皮层和心脏的组织,发现L1的拷贝数并没有出现类似的改变。这进一步表明这些变化是由后天环境所引起的。

也许是由于结果太具有颠覆性,谨慎的研究人员们又做了另一项实验来确认他们的发现:他们让那些缺乏母爱的小鼠去抚养有母爱的小鼠生下的后代,也让那些有母爱的小鼠去抚养缺乏母爱小鼠产下的后代。研究再一次表明,海马体中的L1拷贝数只和小鼠出生后得到的母爱多少有关,和它们的亲生母亲无关。

从机理上看,缺乏母爱的小鼠,其L1基因的甲基化水平有明显下降,这或许增加了其自我复制和跳跃的能力。在其他已知的跳跃基因上,甲基化水平并没有出现明显变化。研究人员们猜测,母亲对后代的关爱越少,小鼠的压力就越大,这些压力会特异性地影响L1基因的甲基化,让它们在海马体神经元细胞里不断复制并频繁跳跃。


母爱的多少,会影响后代基因的甲基化水平

“之前一些研究表明,得不到足够关爱的孩子在DNA的甲基化上会展现出不同,本研究的结果是一致的,” Gage教授补充说:“如果我们理解了机制,就可以开发出干预的策略。”

遗憾的是,我们目前尚不清楚这种变化会给动物的行为带来怎样的影响,研究人员们也计划在未来阐明这个问题,并期望新发现能让我们理解童年所受的心理创伤是否会带来抑郁或精神分裂等疾病。在等待研究人员做出新成果的同时,如果我们身边有新晋的母亲,还请不要忘记提醒她们对自己的宝宝多一点关爱。

原始出处:

Tracy A. Bedrosian,et al.Early life experience drives structural variation of neural genomes in mice.Science.23 Mar 2018:Vol. 359, Issue 6382, pp. 1395-1399



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所属期刊:SCIENCE 影响因子:41.058 期刊论坛:进入期刊论坛

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