后天習得的技能不會(huì )改變DNA序列，因此不能遺傳給后代——這種觀(guān)念已經(jīng)在遺傳學(xué)領(lǐng)域流行了很長(cháng)時(shí)間。然而，近年來(lái)，科學(xué)家發(fā)現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，還包括我們的孩子；壓力和**創(chuàng )傷等生活方式也會(huì )影響下一代等?？茖W(xué)家們將這種現象稱(chēng)為“表觀(guān)遺傳”（epigenetic），因為它與DNA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)習能力也屬于表觀(guān)遺傳的一種表現。這一發(fā)現已于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(xué)習技能
André Fischer教授和同事們在小鼠身上發(fā)現，學(xué)習能力是通過(guò)表觀(guān)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(jìn)行大量運動(dòng)時(shí)，他們的后代也從中受益：與對照組小鼠相比，他們在評估學(xué)習能力的測試中取得了更好的結果。
他們還發(fā)現，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）是大腦中對學(xué)習很重要的區域；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，它構成了學(xué)習的細胞基礎。
研究中，科學(xué)家們還調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(guān)遺傳，并在精子中尋找其物質(zhì)基礎（精子含有父系DNA和RNA）以了解這些RNA分子在學(xué)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，培育出的小鼠具有增強的突觸可塑性和較高的學(xué)習能力。最終他們證實(shí)：體力和腦力活動(dòng)對后代的認知技能有積極影響，且這種效應是通過(guò)父親精子中的RNA介導的。
追蹤負責任的RNA
在對RNA提取物注入的進(jìn)一步實(shí)驗中，科學(xué)家們能夠更準確地識別出負責表觀(guān)遺傳的RNA分子。他們發(fā)現，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)了認知優(yōu)勢。”
未來(lái)研究方向
眾所周知，體育活動(dòng)和認知訓練也提高了人類(lèi)的學(xué)習能力。然而，在人類(lèi)中研究學(xué)習能力是否可以遺傳并不容易。但Fisher和他的同事現在得出的結果可能指向了這個(gè)問(wèn)題的答案。今后，研究人員打算繼續調查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。
責編 | 艾曼
參考資料：
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