如何让子孙后代更好地适应缺氧环境
作者: aeks | 发布时间: 2025-10-26 13:39 | 更新时间: 2025-10-26 13:39
表观遗传可以让后代为可能存在的压力做好准备,但当环境压力在多代中重复出现时,生物是否会产生跨代适应尚不明确。本研究以秀丽隐杆线虫为对象,探究其对重复跨代缺氧及葡萄糖暴露的适应机制。
研究发现,线虫在首次缺氧暴露(P0代)时,寿命延长、中性脂质减少且生育力下降,且这种脂质减少会影响到F1代(代际效应),生育力下降则会持续到F1和F2代(跨代效应)。但经多代重复缺氧暴露后,线虫出现了跨代适应:重复暴露2代后,寿命延长现象消失;重复暴露4代后,生育力下降现象也不再出现。这种适应并非缺氧特有,在葡萄糖暴露中同样存在:首次暴露于1%葡萄糖时,线虫中性脂质轻微增加、生育力下降,而重复暴露2代后,脂质含量不再受葡萄糖影响,重复暴露3代后,生育力下降现象消失。
通过RNA测序分析,研究识别出一批跨代适应相关基因。其中,与寿命适应相关的基因涉及糖代谢和免疫反应,与生育力适应相关的基因则参与细胞凋亡信号、金属应激反应及脂质氧化运输。进一步的遗传筛选发现,H3K27三甲基转移酶PRC2复合体在线虫跨代适应中至关重要——敲除该复合体组分(如mes-2、mes-3)后,线虫无法适应重复缺氧;而小RNA相关蛋白HRDE-1的缺失则会加速适应过程。
综上,本研究揭示了生物对重复跨代应激存在跨代适应现象,H3K27me3修饰是这一适应的关键调控因子,为理解表观遗传在环境适应中的作用提供了新视角。