211service.com
Maskavkomma ärver livslängd även utan generna
De små jordlevande maskarna C. elegans , när de ges mutationer som får dem att leva längre, överför den egenskapen även när deras avkomma inte ärver de livsförlängande mutationerna. Resultaten, publicerade online idag i Natur , presentera en modern version av Lamarckian arv, där förvärvade egenskaper kan överföras till avkommor utan förändringar i den genetiska koden.
Märken från Metusalem: Glödande regioner visar kemiska märken på genomet av C. elegans identisk med de hos förfäder med livslängds-ökande mutationer – även om denna ättling saknar mutationen.
Även om mycket mer forskning återstår att göra, väcker den nya studien den lockande möjligheten att om mormor utövade kalorirestriktioner - vilket påverkar uttrycket av livslängdsförbättrande gener - kan hennes ättlingar skörda frukterna.
Nedärvningen sker genom epigenetik: förändringar inte i den kodande sekvensen av DNA (de där allestädes närvarande A, T, C och G) utan i kemiska förändringar som påverkar huruvida gener uttrycks. En sådan förändring involverar histoner, proteiner som fungerar som spolar för en cells långa DNA-strängar. Några av de mest kända livslängdsgenerna, de som tillhör Sir2-familjen, gör proteiner som förändrar histoner.
Förra året, Anne Brunet av Stanford och kollegor rapporterade att ett annat proteinkomplex, kallat ASH-2, också förändrar histoner i C. elegans , omkonfigurering av histon-DNA-komplexet till ett öppet tillstånd som främjar genuttryck. Brister i ASH-2 förlänger maskens livslängd med så mycket som 30 procent.
Brunet säger att detta är troligt eftersom, utan detta protein, är DNA:t i en sluten konfiguration och mindre tillgänglig för det cellulära maskineriet som tillåter gener att uttryckas. Åldrande gener kanske inte är lika [högt] uttryckta, vilket kan bidra till att förlänga livslängden, säger hon.
I det nya verket, Brunets doktorand, Eric Greer , blockerade de tre nyckelproteinerna som utgör ASH-2-komplexet genom att mutera deras gener. Som väntat levde maskarna längre - vanligtvis sju dagar extra utöver deras lablivslängd på 20. Sedan födde Greer upp de muterade maskarna med normala maskar tills deras ättlingar inte längre hade mutationerna. Ändå levde avkomman fortfarande längre, liksom deras egna ättlingar: även om deras gener för nyckelproteinerna var normala, bestod ett epigenetiskt minne av livslängd. Som ett resultat rullades deras DNA ihop hårt, och deras misstänkta åldrande gener ställdes åt sidan.
Transgenerationellt epigenetiskt arv är ett område med mycket kontrovers, säger Emma Whitelaw, en forskare vid University of Adelaide, som inte var involverad i forskningen. Denna studie kommer att stimulera forskare som arbetar med andra modellorganismer att ta begreppet transgenerationellt epigenetiskt arv på större allvar.
Det är ännu inte klart hur brett livslängden kommer att gälla. Tycka om C. elegans , djur från jäst till människor har en version av ASH-2. Men mycket av åldrandeforskningen hos ryggradslösa djur har ännu inte replikerats i mer komplexa djur.
Detta är inte första gången forskare har visat att en förvärvad egenskap kan överföras över generationer, som Jean-Baptiste Lamarck postulerade för två sekel sedan. A 2003 studie visade att när en mushona äter DNA-metylerande mat, påverkar det hennes avkommas pälsfärg och andra egenskaper. A 2010 tidning fann att när hanmöss åt fettrik kost, gjorde det deras döttrar fetare och gav dem typ 2-diabetes. Annan 2010 tidning fann att förändring av kolesterolmetabolismen hos möss av hankön genom kosten förändrade deras avkommas kolesterol och lipider. I varje fall var inga DNA-mutationer inblandade - bara en egenskap som föräldern förvärvade och förde vidare. Whitelaw kallar det ett molekylärt minne av förälderns upplevelse.