摘要：生物学教科书可能需要重新改写。霍华德休斯医学研究所的最新研究颠覆了传统遗传学认知，证明某些生物特征可以在不改变DNA序列的情况下跨越多代传递。研究人员发现，通过基因工程延长寿命的线虫，其未经改造的后代同样表现出异常的长寿特征，这种效应甚至能够持续四代之久。这一
信息来源：https://phys.org/news/2025-09-longevity-inherited-generations.html
生物学教科书可能需要重新改写。霍华德休斯医学研究所的最新研究颠覆了传统遗传学认知，证明某些生物特征可以在不改变DNA序列的情况下跨越多代传递。研究人员发现，通过基因工程延长寿命的线虫，其未经改造的后代同样表现出异常的长寿特征，这种效应甚至能够持续四代之久。这一突破性发现不仅揭示了表观遗传学的强大力量，更为理解人类疾病、衰老和环境适应提供了全新视角。
HHMI詹尼利亚研究园区的王萌教授团队长期专注于长寿机制研究。他们此前已经证明，通过在秀丽隐杆线虫的溶酶体中过度表达特定酶类，可以将蠕虫寿命延长高达60%。然而，在进行常规的遗传学杂交实验时，研究团队意外发现了一个令人震惊的现象：那些没有经过任何基因改造的后代蠕虫，竟然也表现出显著延长的寿命。
这一现象完全出乎研究人员的意料。按照经典遗传学理论，当长寿的转基因蠕虫与正常的"野生型"蠕虫杂交时，后代应该表现出介于双亲之间的特征，或者完全恢复到正常寿命。然而实验结果显示，即使是那些完全没有携带长寿基因的后代，其寿命仍然显著超过正常水平。更令人惊讶的是，这种长寿效应能够稳定传递四代，显示出强大的跨代遗传稳定性。
组蛋白：跨代信息传递的分子使者
为了揭示这一神秘现象的分子机制，王萌团队采用了多种先进的研究手段，包括遗传学工具、转录组学分析和高分辨率成像技术。他们的研究重点聚焦在组蛋白这一关键分子上。组蛋白是包装和调节DNA的重要蛋白质，它们不仅起到结构支撑作用，更重要的是携带着调控基因表达的化学修饰信息。
郁金香形状的蠕虫图像显示左侧是肠道，右侧是种系。绿色突出显示组蛋白 H3 赖氨酸 79 二甲基化，而洋红色标记用 DAPI 染色的细胞核。图片来源：王孟
研究发现，长寿蠕虫体内某种特定的组蛋白修饰水平显著升高。这种表观遗传变化与促进长寿的溶酶体代谢改变密切相关。更关键的是，研究团队揭示了这些组蛋白如何从体细胞转移到生殖细胞的完整路径。
当溶酶体发生有利于长寿的代谢变化时，会激活细胞内的一系列连锁反应。这些反应导致特定组蛋白变体的大量产生，而这些组蛋白随后通过负责向发育中的卵细胞输送营养物质的蛋白质载体，从蠕虫的体细胞运输到生殖细胞。一旦到达生殖细胞，这些携带特殊修饰的组蛋白就会整合到生殖细胞的表观基因组中，从而将长寿信息传递给下一代。
王萌教授解释道："你总是认为遗传信息存在于细胞核中，局限于细胞内部，但现在我们证明组蛋白可以从一个地方传播到另一个地方。如果该组蛋白携带任何修饰，这意味着你将把表观遗传信息从一个细胞转移到另一个细胞。它确实为理解跨代效应提供了一种机制。"
研究还揭示了这一机制与生理状态的密切关联。实验表明，在禁食期间，类似的信号传递路径会被激活，导致溶酶体代谢发生有利变化。这种发现建立了从外部环境刺激到种系遗传变化的直接联系，为理解环境因素如何影响后代提供了分子基础。
溶酶体的双重身份革命
这项研究还彻底改变了科学界对溶酶体功能的认识。溶酶体长期以来被视为细胞的"垃圾处理厂"，主要负责降解和回收细胞内的废物。然而，越来越多的证据表明，溶酶体实际上是细胞的重要信号中心，能够感知和响应各种内外环境变化，并协调细胞的多种生物学过程。
王萌团队的发现进一步证实了溶酶体的这种双重身份。他们的研究表明，溶酶体不仅能够影响当前细胞的功能状态，还能够通过表观遗传机制将这种影响扩展到后代细胞。这种跨代影响能力使得溶酶体从单纯的细胞器上升为调控生物体长期适应性的关键参与者。
这一发现对于理解人类健康和疾病具有重要意义。许多研究已经表明，父母的营养状态、环境暴露和生活方式可能影响后代的健康状况。例如，饥荒期间出生的人群，其后代患代谢性疾病的风险往往增加；父亲吸烟可能增加子女患哮喘的风险；孕期压力可能影响胎儿的神经发育。这些现象长期以来缺乏清晰的分子机制解释，而王萌团队的研究为这些跨代效应提供了可能的分子基础。
研究团队强调，虽然这项研究是在线虫中进行的，但其发现的基本机制很可能在进化上高度保守，在包括人类在内的其他生物中也可能存在类似的表观遗传传递机制。这为开发新的疾病预防和治疗策略开辟了可能性。
从更广阔的科学视角来看，这项研究代表了表观遗传学领域的重大进展。它不仅揭示了一种全新的跨代信息传递机制，还为理解生物体如何在不改变基因序列的情况下适应环境变化提供了重要线索。这种机制可能是生物进化和适应的重要补充手段，使得生物体能够在相对短的时间内对环境挑战做出适应性响应。
王萌教授总结道："我们现在表明，体细胞和种系可以通过组蛋白连接起来，并且可以携带几代人难忘的遗传信息。"这一发现不仅拓展了我们对遗传学的认知边界，更为未来的医学研究和临床应用提供了新的思路和工具。
随着这一研究领域的不断发展，科学家们正在积极探索如何将这些基础科学发现转化为实际的医疗应用，为人类健康和疾病治疗开辟新的道路。
来源：人工智能学家