細菌細胞會將記憶傳給後代

科技日報北京9月9日電 （記者張夢然）美國西北大學和得克薩斯大學西南分校聯合開展的一項新研究發現，細菌細胞可“記住”其身體和周圍環境的暫時變化。儘管這些變化沒有被編碼在細胞的遺傳基因中，但細胞仍然會將這些變化的記憶傳遞給後代，並持續多代。該研究發表在新一期《科學進展》雜誌上。

這一發現挑戰了長期以來關於最簡單的生物體如何傳遞和繼承身體特徵的假設。利用新發現，研究人員可巧妙地調整病原菌，使其後代對治療更加敏感，從而規避抗生素耐藥性。

細菌生物學的一箇中心假設是，可遺傳的物理特徵主要由DNA決定。但是，從複雜系統的角度來看，信息也可存儲在基因之間調控關係網絡的層面。新研究探索了是否存在從父母傳遞給後代的特徵，這些特徵不是編碼在DNA中，而是編碼在調節網絡本身中。結果發現，基因調控的暫時變化會在網絡內留下持久影響，這些變化會傳遞給後代。換句話說，影響其父母變化的記憶在監管網絡中持續存在，而DNA保持不變。

研究團隊使用調控網絡的數學模型來模擬大腸桿菌中單個基因的暫時失活和隨後的再激活。他們發現這些瞬態擾動會產生持久變化，預計這些變化能遺傳幾代。該團隊目前正在實驗室中使用CRISPR變體來驗證他們的模擬，該變體可暫時而不是永久地使基因失活。

研究團隊假設，可逆擾動在監管網絡內引發了不可逆的連鎖反應。當一個基因失活時，它會影響網絡中其周邊的基因。當失活基因被重新激活時，級聯反應會再次“如火如荼”，因爲基因可形成自我維持迴路，一旦被激活，就會不受外部影響。

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