文章來源: 更新時間:2018-06-08 17:30:19
蜜蜂DNA上細微的改變都會影響蜜蜂在蜂巢中所扮演的角色。這些DNA的改變通常是固定的,但是在9月的《自然神經(jīng)科學》上發(fā)表的一篇研究文章公布了首例與蜜蜂行為相關(guān)聯(lián)的DNA可逆變化。
所有蜜蜂(Apismellifera)生來平等,但這種平等并不會持續(xù)太久。盡管蜜蜂在遺傳上相同,但是其很快就會扮演不同的特定角色,例如蜂后和工蜂。這些角色并不僅僅由行為上的不同決定,生理上的差異也是影響因素。根本的原因是DNA的微小修飾:"表觀遺傳"上的變化不會改變DNA序列,但是以增加甲基(CH3)的形式給DNA片段添上了化學標簽,于是改變了基因表達的方式。
一旦一只蜜蜂成為了蜂后或工蜂,它們會終其一生投入這個角色——這個改變是不可逆的。然而工蜂的細分情況并非如此。工蜂的職責從照看、喂養(yǎng)蜂后和幼蟲開始。接下來,大多數(shù)工蜂會變成花粉采集者。這兩個類型的工蜂在DNA的甲基化模式上差別非常大。
然而,最新的研究結(jié)果表明,這種DNA修飾是可逆的:如果從覓食者變回了保姆蜂,那么甲基化模式也會變回去。
馬里蘭州巴爾的摩的約翰霍普金斯大學的安德魯?芬博格(AndrewFeinberg)和坦佩的亞利桑那州立大學的格魯·安登(GroAmdam)領(lǐng)導了一項研究,通過從蜂巢中移除保姆蜂,誘使覓食蜂重新?lián)伪D贩涞墓ぷ鳌.斠捠撤浠爻矔r,發(fā)現(xiàn)保姆蜂少了,于是大約一半的覓食蜂擔起了保姆蜂的職責。研究人員隨后發(fā)現(xiàn),它們大腦的DNA甲基化模式也變回了保姆蜂的模式。
"最令人興奮的是,那些變回去的基因和尚未變化的原始基因一致,它們可以調(diào)節(jié)表觀遺傳行為。"芬博格說。
參與該項目的美國伊利諾伊大學厄巴納香檳分校的蜜蜂研究者吉恩·羅賓遜(GeneRobinson)說,盡管論文并沒有充分證明是表觀遺傳機制導致了蜜蜂行為的差異,"但它第一次指出了如果行為可逆,那么甲基化模式也可逆"。
但是安登指出蜜蜂可以重新?lián)我郧暗慕巧@表明存在一種"表觀遺傳學路線圖"。"大腦細胞可以依賴這些路線圖來正確地控制不同的行為",她說。
對表觀遺傳是如何蜜蜂行為有更深入的理解,可以讓我們對人類生物學有更好的認識。芬博格指出,如果蜜蜂行為和甲基化模式的某種關(guān)系"確實存在于蜜蜂中,那么這種關(guān)系也同樣存在我們身體里",表觀遺傳對人類行為的影響可能表現(xiàn)在成癮,學習和記憶的過程中。
這并不意味著人為地改變DNA的甲基化模式會導致預期的行為,但是"如果這樣可行就太神奇了",安登說道。"逆轉(zhuǎn)人類機體和心理疾病中可能出現(xiàn)的‘壞’標記已然是生物制藥方面的科研熱點",也許蜜蜂可以告訴我們?nèi)绾巫龅健?/span>
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