用进废退学说的创始人：拉马克
近日来自美国哥伦比亚大学医学中心（CUMC）的研究人员在新研究首次发现了获得性状（acquired trait）不依赖于DNA遗传的证据。这一研究发现表明长期以来遭受人们误解的生物学家Lamarck的“获得性遗传”生物学观点可能并非是一种错误的理论。这一研究成果于11月23日发表在了国际顶级生物学术期刊《细胞》（Cell）上。
1809年伟大的生物学家拉马克（Jean Baptiste Larmarck ，1744-1829)提出了“用进废退”的进化论观点，由此得出获得性状是可以遗传的。即生物在个体生活过程中，受外界环境条件的影响，产生带有适应意义和一定方向的性状变化，并能够遗传给后代的现象。例如长颈鹿进化出长颈是由于它们长期以高大树木上的树叶为食的结果，这一获得性优势通过遗传在后代中得以传递下去。
比Lamarck稍晚时代的达尔文（Charles Darwin ，1809-1882）提出了和拉马克不同的进化观点。他认为是由于随机突变为生物体提供了竞争优势，从而推动了物种的进化。他同样以长颈鹿为例指出，由于颈部较长的长颈鹿能够获得更多得到食物的机会，因而具有这种性状的长颈鹿才能更多地生育后代。随后由于遗传基因的发现支持了达尔文的理论，从而使得拉马克的理论逐渐被人们所冷落。
近年来，一些研究团队的研究数据不断地向世人表明获得性状似乎确实能够遗传。文章的资深作者、CUMC生物化学系和分子生物物理学系教授Oded Rechavi博士说：“经典的例子就是在第二次世界大战期间的荷兰饥荒事件。后来的研究表明在这一时期出生的孩子更容易罹患糖尿病和其他代谢性疾病，这一患病风险延续到了他们的后代。”而近期开展的一项实验也证实长期高脂肪饮食的雄性大鼠生育的雌性子代更容易出现肥胖。然而直到现在却没有人能清楚地了解其中的传递机制。
在这篇文章中，哥伦比亚大学的研究人员利用一种昆虫病毒Flock house virus(FHV)感染线虫，发现线虫通过RNA干扰的方式沉默病毒基因从而获得了针对这一病毒的免疫力。在随后的试验中，研究人员刻意通过基因突变的方法让这些线虫的后代失去获得病毒耐受的能力，他们发现这些遗传变异的线虫后代仍然显示出了对抗病毒的能力。“我们在近一年的时间里对超过100代的线虫进行了追踪，发现它们持续地保有了这一免疫特性，”Rechavi博士说。据此，研究人员推断这种抵御病毒的遗传信息应该是通过某些病毒RNA分子而非DNA储存的形式传递到了后代中去。
通过这一研究，格伦毕业大学的研究人员印证了拉马克的“获得性遗传”理论。研究人员表示他们还将进一步展开实验来探索其他性状的遗传基础。
Cell. 2011 Nov 22. [Epub ahead of print]
Transgenerational Inheritance of an Acquired Small RNA-Based Antiviral Response in C. elegans.
Rechavi O, Minevich G, Hobert O.
Source
Department of Biochemistry and Molecular Biophysics, Howard Hughes Medical Institute, Columbia University Medical Center, New York, NY 10032, USA.
Abstract
Induced expression of the Flock House virus in the soma of C. elegans results in the RNAi-dependent production of virus-derived, small-interfering RNAs (viRNAs), which in turn silence the viral genome. We show here that the viRNA-mediated viral silencing effect is transmitted in a non-Mendelian manner to many ensuing generations. We show that the viral silencing agents, viRNAs, are transgenerationally transmitted in a template-independent manner and work in trans to silence viral genomes present in animals that are deficient in producing their own viRNAs. These results provide evidence for the transgenerational inheritance of an acquired trait, induced by the exposure of animals to a specific, biologically relevant physiological challenge. The ability to inherit such extragenic information may provide adaptive benefits to an animal.
Copyright © 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.
PMID: 22119442
点击下载全文：Transgenerational Inheritance of an Acquired Small RNA-Based Antiviral Response in C. elegans
