基因完全相同的線蟲個(gè)體為何存在差異？或因母親年齡

北京時(shí)間 1 月 5 日消息，據(jù)國外媒體報(bào)道，母親的年齡會(huì)影響后代的生理特征嗎？西班牙基因組調(diào)控中心（Centre for Genomic Regulation，CGR）的科學(xué)家以基因完全相同的秀麗隱桿線蟲（學(xué)名：Caenorhabditis elegans）作為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)這類問題進(jìn)行了研究。他們的研究結(jié)果發(fā)表在近期的《自然》（Nature）期刊上。

“在同樣的環(huán)境中，基因完全一致的個(gè)體仍然經(jīng)常表現(xiàn)出本質(zhì)的特征差異，我們實(shí)驗(yàn)室一直對(duì)這一問題感興趣，”巴塞羅那大學(xué)加泰羅尼亞高等研究院（ICREA）教授、基因組調(diào)控中心系統(tǒng)生物學(xué)項(xiàng)目協(xié)調(diào)員本·萊納（Ben Lehner）說，“現(xiàn)在我們另辟蹊徑，已經(jīng)可以在一種主要的模型生物中識(shí)別出造成這些差異的主要原因。”

論文并列**作者、博士研究生馬科斯·弗朗西斯科·佩雷斯（Marcos Francisco Perez）說：“我們觀察到母親的年齡會(huì)對(duì)其后代的生理學(xué)特征有重要影響。”

“令人驚奇的是，我們發(fā)現(xiàn)年齡最小的母親所生下的后代具有許多缺陷特征，比如它們的體型、生長速率和饑餓耐受性，”并列**作者、博士后研究者米爾科·弗朗西斯科尼（Mirko Francesconi）解釋道。此外，當(dāng)這些年輕母親的后代長大成熟后，它們的后代數(shù)量會(huì)變得更少。

佩雷斯解釋稱，產(chǎn)生這些差異的部分原因是，年輕母親能為幼體提供的特異性蛋白質(zhì)復(fù)合體數(shù)量較少。為什么線蟲在“年輕”時(shí)會(huì)產(chǎn)生質(zhì)量較差的后代呢？“在生命早期時(shí)產(chǎn)下后代，即使它們的質(zhì)量較差，也能帶來很大的好處，因?yàn)檫@大大縮短了物種的世代時(shí)間，”佩雷斯解釋道。

“特別有趣的一點(diǎn)是，個(gè)體的母親年齡會(huì)在其一生中決定它們的特征，”本·萊納補(bǔ)充道，“這是一個(gè)非常有趣的例子，顯示了上一代的生理特征不僅會(huì)影響動(dòng)物的發(fā)育，而且會(huì)影響其作為成體的特征。”

線蟲與人類

本·萊納和他的團(tuán)隊(duì)主要關(guān)注影響個(gè)體差異的原因，以及這些差異如何在基因、環(huán)境、祖先和其他隨機(jī)變量的相互作用中產(chǎn)生。在這類研究中，線蟲是非常有用的模型生物，因?yàn)榭茖W(xué)家可以在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)大量在基因上完全一致的線蟲個(gè)體。雖然在演化上關(guān)系較遠(yuǎn)，但線蟲和人類還是有相當(dāng)多的基因是相同的，許多與發(fā)育、代謝和營養(yǎng)調(diào)節(jié)有關(guān)的主要遺傳路徑也是相同的。不過，研究結(jié)果中線蟲母親年齡對(duì)后代的影響并不能直接套用在人類身上，而只是說明了基因相同的個(gè)體之間出現(xiàn)差異的可能原因。

“我們的研究結(jié)果對(duì)數(shù)以千計(jì)使用該物種進(jìn)行研究的人也有重要意義。人們?cè)谠O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候并不會(huì)考慮成熟年齡，但現(xiàn)在我們的研究結(jié)果表明，這是一個(gè)重要的因素，”研究者總結(jié)道。