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父親身心越健康,孩子學習能力越強|Cell子刊
  • 發(fā)布日期:2018-04-13      瀏覽次數(shù):1575
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      近日,一項重要成果表明,你的身體和精神越活躍,你所生的孩子就越聰明!科研人員在一項小鼠研究中發(fā)現(xiàn),體力和腦力鍛煉不僅有益于大腦,還能影響未來后代的學習能力。

       

      圖片來源:Shutterstock

       

      后天習得的技能不會改變DNA序列,因此不能遺傳給后代——這種觀念已經(jīng)在遺傳學領(lǐng)域流行了很長時間。然而,近年來,科學家發(fā)現(xiàn)了一些反駁這一原則的情況,如,不良飲食不僅會增加我們自身患病的風險,還包括我們的孩子;壓力和精神創(chuàng)傷等生活方式也會影響下一代等。科學家們將這種現(xiàn)象稱為“表觀遺傳”(epigenetic),因為它與DNA序列的變化無關(guān)。

       

      同樣的,身心鍛煉不僅有益于你的大腦,還能影響后代學習能力也屬于表觀遺傳的一種表現(xiàn)。這一發(fā)現(xiàn)已于4月10日以“RNA-Dependent Intergenerational Inheritance of Enhanced Synaptic Plasticity after Environmental Enrichment”為題發(fā)表在Cell Reports雜志上。德國神經(jīng)退行性疾病研究中心(DZNE)的André Fischer教授是論文的通訊作者。

       

      DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2018.03.059

       

       

      遺傳的學習技能

      André Fischer教授和同事們在小鼠身上發(fā)現(xiàn),學習能力是通過表觀遺傳傳給下一代的。當Fischer和同事將小鼠置于刺激環(huán)境中進行大量運動時,他們的后代也從中受益:與對照組小鼠相比,他們在評估學習能力的測試中取得了更好的結(jié)果。

       

      他們還發(fā)現(xiàn),這些嚙齒類動物的海馬體的突觸可塑性得到了改善。海馬體(Hippocampus)是大腦中對學習很重要的區(qū)域;而突觸可塑性(Synaptic plasticity)是一種衡量神經(jīng)細胞之間溝通能力的指標,它構(gòu)成了學習的細胞基礎(chǔ)。

       

      研究中,科學家們還調(diào)查了哪種機制可以負責改善小鼠海馬體的突觸可塑性。他們關(guān)注了父親的表觀遺傳,并在精子中尋找其物質(zhì)基礎(chǔ)(精子含有父系DNA和RNA)以了解這些RNA分子在學習技能遺傳中的作用。

       

      在對身心活躍的小鼠精子提取RNA并將這些提取物注射到受精卵細胞中后,他們發(fā)現(xiàn),培育出的小鼠具有增強的突觸可塑性和較高的學習能力。zui終他們證實:體力和腦力活動對后代的認知技能有積極影響,且這種效應(yīng)是通過父親精子中的RNA介導(dǎo)的

       

      追蹤負責任的RNA

      在對RNA提取物注入的進一步實驗中,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(可以影響基因活性的控制分子)——miRNA212和miRNA132,可以解釋某些遺傳的學習能力

       

      研究人員解釋,miRNA212和miRNA 132在小鼠經(jīng)過體力和腦力活動后在大腦和精子中積累。Fisher說:“大概,它們是以一種非常微妙的方式改變大腦的發(fā)育,從而改善神經(jīng)元之間的連接為后代帶來了認知優(yōu)勢。”

       

      未來研究方向

      *,體育活動和認知訓練也提高了人類的學習能力。然而,在人類中研究學習能力是否可以遺傳并不容易。但Fisher和他的同事現(xiàn)在得出的結(jié)果可能指向了這個問題的答案。今后,研究人員打算繼續(xù)調(diào)查miRNA 212和miRNA 132是否在體力和腦力活動后也在人類精子中積累。

    魏經(jīng)理
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