身體活動會影響未來后代的健康嗎
身體和心理鍛煉會影響未來后代的學習能力,至少在老鼠身上如此。這種特殊的遺傳形式是由影響基因活性的某些RNA分子介導的。這些分子在身體和精神活動后積聚在大腦和生殖細胞中。安德烈·菲舍爾教授和哥廷根和慕尼黑德國中心神經(jīng)退行性疾病(DZNE)和大學醫(yī)學中心哥廷根(UMG)的同事報告作者發(fā)現(xiàn)這些細胞報告。
長期以來,遺傳學家認為獲得的技能不會改變DNA序列,因此不能傳遞給后代。然而,近年來,科學家們發(fā)現(xiàn)了一些反駁這一原則的情況。例如,不良飲食會增加未出生后代的疾病風險。壓力和創(chuàng)傷等生活方式因素也會影響下一代??茖W家將這種現(xiàn)象稱為“表觀遺傳”遺傳,因為它與DNA序列的變化無關。
AndréFischer教授及其同事研究了繼承學習能力,這是另一個獲得的特征。眾所周知,身體和精神活動可以提高學習能力,并降低阿爾茨海默氏癥等疾病的風險。在小鼠中,科學家們表明,學習能力通過表觀遺傳傳遞給下一代。當費舍爾和同事將老鼠暴露在一個充滿活力的刺激環(huán)境中時,他們的后代也從中受益。與對照組的小鼠相比,他們在評估學習能力的測試中取得了更好的結(jié)果。還發(fā)現(xiàn)這些嚙齒動物具有改善的突觸可塑性在海馬體中,大腦區(qū)域?qū)τ趯W習很重要。突觸可塑性是衡量神經(jīng)細胞相互通信的程度。因此它形成了學習的細胞基礎。
接下來,科學家們試圖確定哪種機制是負責任的。他們專注于父親的表觀遺傳,并尋找其在精子中的物質(zhì)基礎。精子含有父本DNA和RNA分子。因此,科學家們進行了實驗,以了解這些RNA分子在學習技能繼承中所起的作用。他們從身體和精神活躍的小鼠精子中提取RNA。將這些提取物注入受精卵細胞中。由此產(chǎn)生的后代也被發(fā)現(xiàn)具有增強的突觸可塑性和學習能力。因此,身體和心理活動對后代的認知技能產(chǎn)生積極影響。這種效應是通過精子中的RNA介導的。
追蹤負責任的RNA
在進一步涉及注射RNA提取物的實驗中,科學家們能夠更準確地識別出負責表觀遺傳的RNA分子:他們發(fā)現(xiàn)兩種所謂的microRNA分子-miRNA212和miRNA132-至少可以解釋一些遺傳學習能力。 。microRNA是影響基因活性的對照分子。“這是第一次,我們的工作特別將表觀遺傳現(xiàn)象與某些microRNA聯(lián)系起來,”DZNE Goettingen和UMG的資深科學家Fisher說。
研究人員還發(fā)現(xiàn),miRNA212和miRNA132在小鼠的大腦和精子中積累了生理和心理活動。先前已知這些分子刺激大腦中突觸的形成,從而提高學習能力。通過精子,它們被傳遞給下一代。“據(jù)推測,他們以非常微妙的方式改變大腦發(fā)育,改善了神經(jīng)元的連接。這為后代帶來了認知上的優(yōu)勢,”費舍爾說。
眾所周知,身體活動和認知訓練也可以提高人類的學習能力。然而,在人類中研究學習能力是否可以在表觀遺傳上繼承是不容易的。然而,F(xiàn)ischer及其同事獲得的結(jié)果可能指向這個問題的答案。研究人員現(xiàn)在打算在身體和精神活動階段后發(fā)現(xiàn)miRNA212和miRNA132是否也在人類精子中積累。
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