近日，国际著名杂志Cell刊登了美国哥伦比亚大学医学中心研究人员的最新研究成果“Transgenerational Inheritance of an Acquired Small RNA-Based Antiviral Response in C. elegans。”中心研究人员通过RNAi技术首次发现，获得性性状可以通过小RNA进行遗传，而不需要基因组DNA的参与。该发现表明长期以来遭受人们误解的生物学家拉马克的观点并非完全错误。
该研究报告的主要作者、CUMC生物化学系和分子生物物理学系教授乌迪德·瑞卡维（Oded Rechavi）说：“在我们的最新研究中，具有抗病毒免疫力的线虫（roundworm）能将这一性状传给它们连续几代的后代。免疫力通过RNA干扰的方式遗传，而不依赖于DNA遗传。”
在早期的进化理论，伟大的生物学家拉马克（Jean Baptiste Larmarck ，1744-1829)提出了以自然选择为基础的进化学说，他认为物种进化时，适应环境的个体将后天获得的性状遗传给后代。例如，长颈鹿进化出长颈是由于它们长期以高大树木上的树叶为食的结果，这一后天获得的优势再由后代继承传递下去。相比之下，查尔斯·达尔文（Charles Darwin，1809-1882）后来的理论认为，由于随机突变为生物体提供了竞争优势，从而推动了物种的进化。由于颈部较长的长颈鹿能够获得更多的食物，因而具有这种性状的长颈鹿才能更多地生育后代。后来由于遗传性基因的发现支持了达尔文的理论，从而使得拉马克的理论黯然失色，并遭到人们的质疑甚至否定。
然而，一些证据表明后天性状可以继承。瑞卡维博士说：“典型的例子就是第二次世界大战时期的荷兰饥荒事件。长期处于饥饿状态的母亲生出的孩子更容易出现肥胖和其它代谢紊乱疾病，这一患病风险延续到了他们的后代。”控制实验（Controlled experiments ）也表明了类似的结果，包括最近的一项研究表明长期高脂肪饮食的雄性大鼠生育的雌性后代更容易出现肥胖。此项研究的领导者、CUMC的生物化学系和分子生物物理学系教授和霍华德休斯医学研究所（Howard Hughes Medical Institute ）的研究员奥利弗·霍伯特（Oliver Hobert）表示，拉马克的理论一直具有争议性，而且一直没有人能够清楚地描述这个似是而非的生物学机制。
为了进一步研究这些现象，CUMC研究人员转向研究线虫，因为线虫有不寻常的利用RNAi抗病毒的能力。在目前的研究中，研究人员利用一种昆虫病毒Flock house virus(FHV)感染线虫，发现线虫通过RNA干扰的方式沉默病毒基因从而获得了针对这一病毒的免疫力。当它们的后代被暴露在病毒中，它们仍然能够用免疫力保护自己。瑞卡维博士说：“我们在近一年的时间里对超过100代的线虫进行了追踪，发现它们持续地保有了这一免疫特性。”实验被设计成使线虫无法通过基因突变获得抗病毒性。研究人员由此得出结论，抵御病毒的能力是通过某些病毒RNA分子而非DNA储存的形式传递到了后代体细胞中。
CUMC研究团队现正研究其它性状是否也通过小RNA继承。瑞卡维博士说：“在一项实验中，我们在培养皿里复制了荷兰饥荒事件，我们让蠕虫挨饿，由于饥饿，我们看到小RNA分子正在生成，并传递给了下一代。” 通过这些研究，哥伦比亚大学医学中心的研究人员验证了拉马克的“获得性遗传”理论。(生物谷Bioon.com)
doi:10.1016/j.cell.2011.10.042
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Transgenerational Inheritance of an Acquired Small RNA-Based Antiviral Response in C. elegans
Oded Rechavi Gregory Minevich1 and Oliver Hobert
Highlights ► Viral replication triggers an RNAi-dependent viral silencing response in C. elegans ► The acquired silencing response is transgenerationally transmitted ► Transgenerational transmittance is non-Mendelian and involves small antiviral RNAs ► An RdRP is required for long-term maintenance of the silencing response Summary Induced expression of the Flock House virus in the soma of C. elegans results in the RNAi-dependent production of virus-derived, small-interfering RNAs (viRNAs), which in turn silence the viral genome. We show here that the viRNA-mediated viral silencing effect is transmitted in a non-Mendelian manner to many ensuing generations. We show that the viral silencing agents, viRNAs, are transgenerationally transmitted in a template-independent manner and work in trans to silence viral genomes present in animals that are deficient in producing their own viRNAs. These results provide evidence for the transgenerational inheritance of an acquired trait, induced by the exposure of animals to a specific, biologically relevant physiological challenge. The ability to inherit such extragenic information may provide adaptive benefits to an animal.
