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父親身心越健康，孩子學(xué)習(xí)能力越強(qiáng)|Cell子刊
| 導(dǎo)讀 | 近日，一項(xiàng)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(xiàng)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(lái)后代的學(xué)習(xí)能力。 |
圖片來(lái)源：Shutterstock
后天習(xí)得的技能不會(huì)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(xué)領(lǐng)域流行了很長(zhǎng)時(shí)間。然而，近年來(lái)，科學(xué)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(huì)增加我們自身患病的風(fēng)險(xiǎn)，還包括我們的孩子；壓力和精神創(chuàng)傷等生活方式也會(huì)影響下一代等?？茖W(xué)家們將這種現(xiàn)象稱(chēng)為“表觀遺傳”（epigenetic），因?yàn)樗cDNA序列的變化無(wú)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(xué)習(xí)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(guó)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(xué)習(xí)技能
André Fischer教授和同事們?cè)谛∈笊砩习l(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)能力是通過(guò)表觀遺傳傳給下一代的。當(dāng)Fischer和同事將小鼠置于刺激環(huán)境中進(jìn)行大量運(yùn)動(dòng)時(shí)，他們的后代也從中受益：與對(duì)照組小鼠相比，他們?cè)谠u(píng)估學(xué)習(xí)能力的測(cè)試中取得了更好的結(jié)果。
他們還發(fā)現(xiàn)，這些嚙齒類(lèi)動(dòng)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(duì)學(xué)習(xí)很重要的區(qū)域；而突觸可塑性（Synaptic plasticity）是一種衡量神經(jīng)細(xì)胞之間溝通能力的指標(biāo)，它構(gòu)成了學(xué)習(xí)的細(xì)胞基礎(chǔ)。
研究中，科學(xué)家們還調(diào)查了哪種機(jī)制可以負(fù)責(zé)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(xué)習(xí)技能遺傳中的作用。
在對(duì)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(xì)胞中后，他們發(fā)現(xiàn)，培育出的小鼠具有增強(qiáng)的突觸可塑性和較高的學(xué)習(xí)能力。zui終他們證實(shí)：體力和腦力活動(dòng)對(duì)后代的認(rèn)知技能有積極影響，且這種效應(yīng)是通過(guò)父親精子中的RNA介導(dǎo)的。
追蹤負(fù)責(zé)任的RNA
在對(duì)RNA提取物注入的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們能夠更準(zhǔn)確地識(shí)別出負(fù)責(zé)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(xué)習(xí)能力。
研究人員解釋?zhuān)琺iRNA212和miRNA 132在小鼠經(jīng)過(guò)體力和腦力活動(dòng)后在大腦和精子中積累。Fisher說(shuō)：“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(lái)了認(rèn)知優(yōu)勢(shì)。”
未來(lái)研究方向
*，體育活動(dòng)和認(rèn)知訓(xùn)練也提高了人類(lèi)的學(xué)習(xí)能力。然而，在人類(lèi)中研究學(xué)習(xí)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(gè)問(wèn)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(dòng)后也在人類(lèi)精子中積累。