(照片|作者拍摄)

在生活中,人们经常听到自己的小伙伴嘲笑自己是条鱼。他只有7秒钟的记忆来哀叹自己“健忘”。然而,鱼的记忆真的只有7秒吗?

鱼宝宝说:我们没有带这个锅!

鱼的记忆其实很长

除了声明我们国家只有7秒钟的鱼记忆,国外还有一个声明是“3秒钟的鱼记忆”。那么鱼的记忆有多长?

早在1965年,美国科学家就研究了金鱼的记忆。研究人员首先从鱼缸的一端发出明亮的光,然后在这一端给金鱼电击刺激。

经过反复训练,金鱼很快就记住了“光-电休克”的刺激周期。当光线再次射出时,金鱼会迅速逃到鱼缸的另一边。研究人员发现,金鱼可以记住长达一个月的“避光”行为模式。

除了金鱼,研究人员还通过“清淡食物”的刺激,在斑马鱼这种模式生物身上发现了类似的结果。不仅如此,科学家们还观察到,饲养的鱼可以保持记忆好几年。

事实上,在生活中,如果你仔细观察景区池塘里的观赏鱼,一旦有人靠近,它们会迅速游过去,吐出泡泡,试图获取食物,这也是食物刺激的记忆。

鱼的记忆不仅是长久的,而且可以传给下一代。

最近发表在《自然通讯》上的一项研究结果甚至颠覆了人们的理解。新西兰奥塔哥大学的科学家发现,斑马鱼的表观遗传记忆可以通过保持DNA甲基化而持续传递给后代。简而言之,鱼的记忆可以传给下一代,甚至下一代。

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先前的研究表明,除了调节我们记忆的遗传因素外,表观遗传学也与学习和记忆密切相关。表观遗传学是指在遗传物质DNA不变的条件下进行的遗传化学修饰,主要包括DNA甲基化修饰和组蛋白修饰。如果这些改变发生在配子中,它们将会传给后代。

表观遗传修饰(包括DNA甲基化修饰、组蛋白修饰等。)通常足以对父母(或几代前的祖先)经历的事件(刺激)做出反应,这也称为表观遗传记忆。

具体来说,后代可以记住并对他们父母没有经历过的事件做出“跨代”反应。例如,2016年,特拉维夫大学的科学家发现,经历饥饿的线虫会通过小核糖核酸传播将饥饿的“记忆”传给后代。研究人员发现,线虫的后代虽然没有遭受“饥饿”,但可以提前为饥饿做好准备。这些记忆大多是父母对环境条件,尤其是不利环境因素的表观遗传修饰,这有助于后代更好地生存。

记忆会传给后代。斑马鱼是怎么做到的?

作为表观遗传修饰的最重要的方式之一,DNA甲基化是指通过修饰特定的酶(DNA甲基转移酶),在不改变DNA序列的情况下,使甲基与DNA的核苷酸(例如胞嘧啶的5个碳原子)共价结合,从而改变DNA的构象并抑制DNA双螺旋结构中的大凹槽和蛋白质的相互结合。由于其在调节基因表达中的重要作用,DNA甲基化修饰也被称为DNA官样文章的“脚注”。

在以前的研究中,科学家发现在哺乳动物(包括人类)中,这种DNA甲基化修饰不会稳定地传递给下一代,但是在受精后会发生大规模的“甲基化擦除”。

源维尔画廊

与精子和卵细胞的甲基化水平相比,胚胎中DNA的甲基化水平将大大降低,导致整个基因组中大规模的DNA甲基化消失。然而,在后代的后续发育中,随着环境条件的变化,DNA甲基化水平再次增加,导致“(亲代)DNA甲基化的擦除——DNA甲基化重建(后代)的过程。

然而,在最近对斑马鱼的研究中,研究人员通过低覆盖率全基因组亚硫酸盐测序分析了斑马鱼种系发育过程中的DNA甲基化水平。结果表明,斑马鱼在生殖系发育过程中不像哺乳动物那样经历全基因组的DNA甲基化缺失。斑马鱼的DNA甲基化事件可以传给下一代,甚至下一代。

换句话说,在鱼类(至少是斑马鱼)中,记忆似乎可以通过转移DNA甲基化转移给后代,这可能有助于斑马鱼更好地适应环境变化。

因此,不要说鱼的记忆只有7秒钟后。你看到的鱼可能仍有史前记忆。

最初的标题是“你吃的鱼可能仍有史前记忆。”

参考:

1.奥斯卡·奥特加-瑞卡德,罗伯特·戴,尼尔·杰梅尔,蒂莫西·阿·霍尔。斑马鱼保留了全球种系的DNA甲基化,而与性别相关的rDNA在雌性化过程中被扩增和去甲基化。《自然通讯》,2019年;10(1)DOI:10.1038/s 1467-019-10894-7

2.郭浩,朱平,闫,李,李,胡,...金(2014)。人类早期胚胎的DNA甲基化景观。自然,511(7511),606。

3.霍里-泽耶维,洛杉矶,科伦,y,谢夫特尔,h,费根布鲁姆,洛杉矶,托克,洛杉矶,达格,y,...& Rechavi,O. (2016)。一种可调节的机制决定了线虫转基因小核糖核酸遗传的持续时间。手机,165(1),88-99。