科技日?qǐng)?bào)北京9月9日電 （記者張夢(mèng)然）美國(guó)西北大學(xué)和得克薩斯大學(xué)西南分校聯(lián)合開展的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌細(xì)胞可“記住”其身體和周圍環(huán)境的暫時(shí)變化。盡管這些變化沒有被編碼在細(xì)胞的遺傳基因中，但細(xì)胞仍然會(huì)將這些變化的記憶傳遞給后代，并持續(xù)多代。該研究發(fā)表在新一期《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。

這一發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于最簡(jiǎn)單的生物體如何傳遞和繼承身體特征的假設(shè)。利用新發(fā)現(xiàn)，研究人員可巧妙地調(diào)整病原菌，使其后代對(duì)治療更加敏感，從而規(guī)避抗生素耐藥性。

細(xì)菌生物學(xué)的一個(gè)中心假設(shè)是，可遺傳的物理特征主要由DNA決定。但是，從復(fù)雜系統(tǒng)的角度來(lái)看，信息也可存儲(chǔ)在基因之間調(diào)控關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的層面。新研究探索了是否存在從父母?jìng)鬟f給后代的特征，這些特征不是編碼在DNA中，而是編碼在調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)本身中。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，基因調(diào)控的暫時(shí)變化會(huì)在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)留下持久影響，這些變化會(huì)傳遞給后代。換句話說(shuō)，影響其父母變化的記憶在監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)中持續(xù)存在，而DNA保持不變。

研究團(tuán)隊(duì)使用調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型來(lái)模擬大腸桿菌中單個(gè)基因的暫時(shí)失活和隨后的再激活。他們發(fā)現(xiàn)這些瞬態(tài)擾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生持久變化，預(yù)計(jì)這些變化能遺傳幾代。該團(tuán)隊(duì)目前正在實(shí)驗(yàn)室中使用CRISPR變體來(lái)驗(yàn)證他們的模擬，該變體可暫時(shí)而不是永久地使基因失活。

研究團(tuán)隊(duì)假設(shè)，可逆擾動(dòng)在監(jiān)管網(wǎng)絡(luò)內(nèi)引發(fā)了不可逆的連鎖反應(yīng)。當(dāng)一個(gè)基因失活時(shí)，它會(huì)影響網(wǎng)絡(luò)中其周邊的基因。當(dāng)失活基因被重新激活時(shí)，級(jí)聯(lián)反應(yīng)會(huì)再次“如火如荼”，因?yàn)榛蚩尚纬勺晕揖S持回路，一旦被激活，就會(huì)不受外部影響。