由于后天行为不会改变DNA序列,因此在相当长一段时间里,科学界普遍认为后天行为对个体造成的影响不会遗传给后代。然而近些年来的一些研究不断揭示出不健康的习惯,例如不良饮食不仅给自己带来疾病,连自己的后代也可能会受到牵连。科学上把这种现象称作“表观遗传”,是一种与DNA序列本身改变无关的遗传作用。
上世纪中期,英国发育生物学家Conrad Waddington在实验中发现,给予果蝇外界化学刺激或温度改变,会导致后代产生不同的翅膀类型。他首次提出了“表观遗传学”的概念,即不完全由DNA序列控制遗传效应的现象。经过数十年的发展,科学家发现最主要的表观遗传途径包括基因甲基化或者组蛋白修饰。任何外界环境造成的影响,都可能永久地被个体遗传信息记录下来,并以表观遗传的形式传递给自己的后代。
2015年首次有基于实际人群的研究表示,吸烟会对后代造成影响。在当年的欧洲呼吸学会国际会议上,有学者提出祖母辈在怀孕期间吸烟,与孙辈哮喘发病有相当大的联系。科学界对吸烟会影响基因功能这一观点都保持赞同,在当时已经有学者开始考虑这种影响是否会传递给人类的后代。他们收集了来自上世纪80年代44853例祖母辈的数据。
与孙辈哮喘病例数据进行交叉比较后发现,如果祖母这一代在孕期有吸烟的行为,即使母亲这一代没有抽烟,孙辈患哮喘的几率也会提升10%-22%。
不想Lodge一语成谶,去年发表于《科学报告》的一篇文章同样提出了类似观点,来自布里斯托大学的科学家进行了一项包含14500名志愿者的调查分析,发现如果祖母在孕期有过吸烟的行为,则在孙女中更容易出现社交障碍的症状,例如自闭症的几率会提高53%。
母系影响如此之深,父亲吸烟就能躲在避风港了吗?就在本周发表于《美国公共科学图书馆·生物学》上的一篇文章提出,父系长期摄入尼古丁类物质将给自己的子代甚至孙辈带来认知缺陷。研究团队来自于佛罗里达州立大学的Pradeep Bhide实验室。文章表示这种影响并不是因为儿童吸收了父亲的“二手烟”,而是父亲的尼古丁摄入导致自己精子某些关键基因的表观遗传发生了改变。
高脂饮食让后代也会肥胖。
本月《转化精神病学》的一项研究报道表示,这种现象甚至可发生在第三代小鼠身上。瑞士苏黎世理工学院的研究人员发现,对祖母代小鼠进行高脂饮食培育后,第二代雌性小鼠在怀孕之后的新陈代谢效率会有极大改变,伴随肥胖症的一些特征。同时小鼠还会表现出一些成瘾行为,例如喜欢摄入特殊药物。在第三代小鼠中,研究人员观察到,即使提供的是正常的饮食结构,雌性小鼠仍然会表现出肥胖症状和成瘾行为,雄性则没有。
运动对后代有利。
今年来自德国神经退行疾病研究中心的团队指出,身体或者脑力训练除了对自己有好处,同样会给后代的认知能力带去有益影响。文章于4月发表于《细胞报告》上,André Fischer教授表示,目前医学界都认为经常锻炼对于预防阿尔兹海默症有着显著作用,但是实验中发现这种影响可能还会继承给后代。Fischer团队通过特殊条件构建了一组小鼠模型,这些小鼠被置于刺激环境下,因此运动量要比对照小鼠高很多。
通过对两组小鼠的后代分析发现,运动量大的小鼠后代学习能力明显要更强。脑部结构剖析显示,这些后代海马体的突触可塑性得到了增强。海马体对于认知学习行为有重要作用,同时突触可塑性也能展示出神经细胞的交流程度,这些都是个体学习能力的细胞基础。