研究发现蠕虫可将延长寿命的特征跨世代传递

来自霍华德·休斯医学研究所的新研究显示，秀丽隐杆线虫可以通过基于组蛋白的表观遗传遗传将延长寿命的特征跨世代传递，这改变了人们对于非基因信息传递方式的认识。

一条蠕虫的郁金香状图像显示：左侧为肠道，右侧为生殖细胞系。绿色标记组蛋白H3赖氨酸79位点二甲基化，洋红色标记DAPI染色的细胞核。图片来源：王萌

在王萌领导的HHMI Janelia研究校园实验室，线虫寿命延长并不罕见。研究团队发现，通过在秀丽隐杆线虫的溶酶体中过表达一种酶，能够让线虫的寿命增加多达60%。更为惊奇的是，即便这些基因经过“清除”处理，与未处理的“野生型”线虫杂交后，后代线虫的寿命依然比普通线虫要长，这种长寿标记竟然能一直延续到第四代。这表明，寿命相关的信息正以某种方式在世代间传递，即使遗传修改已经去除。

最新研究揭示，这种促进长寿的溶酶体变化能通过组蛋白——一种负责DNA组织和调控的蛋白质——从体细胞传递到生殖细胞。在生殖细胞内，这些组蛋白的“信息”会引发表观基因组的修饰。所谓表观基因组，是指调控基因表达的化学标记集合，从而让溶酶体的变化在不改变DNA本身的情况下跨世代传递下去。

研究团队还发现，这一通路在禁食过程中会被激活，此时溶酶体代谢的变化能够通过组蛋白传递到生殖系，为生理现象与生殖细胞变化的联系提供了新证据。

这一发现的意义不仅限于寿命。表观遗传修饰可以帮助生物适应诸如饮食变化、污染物暴露、心理压力等多种环境压力。新研究表明，父母这些适应优势，可“无形”地传递给后代。

王萌指出：“我们一直以为遗传只和细胞核里的内容有关，但现在我们发现组蛋白本身可以从一个细胞移动到另一个细胞并携带修饰。只要组蛋白上有修饰，表观遗传信息就能从细胞到细胞传递，这为我们理解跨代效应提供了新机制。”

研究人员发现，一种特定的组蛋白修饰（表观遗传改变）在长寿线虫体内显著提升。他们进一步利用遗传学、转录组学和成像等多种工具，揭示溶酶体代谢变化引发细胞内部一系列过程，从而让特定组蛋白变体通过为卵子供应营养的蛋白被转运到生殖系。在生殖系内，这组蛋白被修饰，让溶酶体信息能够进入生殖细胞，最终实现父母到子代的信息传递。

新发现还补充了溶酶体不仅作为细胞“回收站”，而且是调控细胞多种过程的信号中枢，现在还被证明能影响后代。

此外，研究揭示了一种由组蛋白介导，从体细胞向生殖细胞传递信息的新机制，这为解释环境变化导致体细胞改变并最终影响子孙后代提供了线索。例如，父母营养不良对后代表现的影响，可能就与这一机制相关。

“我们现在证明了体细胞和生殖细胞之间可以通过组蛋白建立联系，代代相传遗传‘记忆’。”王萌总结道。

编译自/ScitechDaily