2010年5月1日 星期六

富足的環境能否改變基因?〈一〉


富足的環境能否改變基因?〈一〉




當小鼠生活於富足的環境下,牠們的後代能克服阻礙長期記憶的遺傳缺陷。

長頸鹿的長脖子完全適合採食超過其他草食動物所能達到高度之上的嫩葉,仔細考量此種現象之生成,兩位近代生物學的鉅子,拉馬克(Jean-Baptiste lamarck)與達爾文(Charles Darwin),獲致大不相同的假說,拉馬克相信持續拉長頸子多少會刺激其生長,長頸鹿就將其新的特性傳給牠的後代,實際上,這個答案:長頸子是長頸鹿與其環境交互作用的直接結果,相反地,達爾文的理論是假定特徵的演變係隨機性且為逐漸形成的過程,長頸鹿是出生時正好頸子較長,這要歸功於隨機之基因突變,取食較佳因而比較短脖子的對手更健康,使牠們更可能活得長到足以交配並將此特性傳衍下去,因為此種突變給予長脖子的長頸鹿特殊優勢協助牠們生存,此特性就被保留在動物的未來世代中。

在科學家發現我們的DNA訂定之基因攜帶有可遺傳之特性後,拉馬克有關環境影響的理論大部分被拋棄,然而一個最近的研究由塔虎茲大學神經科學家Junko A. Arai、Shaomin Li與同事發表,顯示不只動物生養在其中的環境對其學習與記憶能力具有顯著影響,同時這些影響也可遺傳,該研究建議我們不只僅僅是基因的集合體:我們的所作所為的確能造成不同的結果。

神經生物學對於環境影響學習與記憶的研究開始於60年代晚期及70年代早期,當時Mark Rosenzweig與同事檢視處理感覺刺激、運動及社會互動的程度如何影響大鼠的行為,實驗大鼠典型地生活在備有墊料、食物及飲水的動物龍中,但是沒有其他物件,在Rosenzweig研究小組所創造的「富足環境」(enriched environemts, EE)中,動物可接觸到多種玩具,以及對於社會化及運動的機會增加,EE大鼠的大腦比較大,而且牠們在學習及記憶的工作上勝過對照組大鼠(關在一般典型的動物籠裡),研究人員後續的工作是察看細胞層次的情況,顯示EE大鼠啟動神經形態學(形狀)的改變、抗拒神經退化性疾病以及學習有關之神經活性。〈待續〉



Southpaws: The evolution of handedness

Birds do it, bees do it. But why do they - and other animals from cats to whales - favour one claw, paw, antenna or eye over the other?

'Mirror gene' clue to brain's right-to-left links

Why does the left side of the brain control the right side of the body? A gene provides some clues

2010年4月29日 星期四

生活形態,並非只是基因,可印記於下一代


生活形態,並非只是基因,可印記於下一代




研究建議外貌可能並非祖父母所遺傳的全部特性。

新的研究理論認為生活形態可能改變基因並傳衍至未來後代,人們能由祖父母遺傳到禿頭、臉部特徵及其他身體特性,有些人甚至相信音樂能力及韻律能由前幾代向下遺傳,但是依據研究人員的意見,這並不只是你祖父母的基因留下他們的印記在你身上,也包括了他們生活形態的因子。

研究人員在「漸成作用之科學」(science of epigenetics)中檢視類似飲食及身體活性如何能改變一個人的基因,而不只是影響這一代,甚至也及於未來後代。英國南漢普敦大學的Mark Hanson表示:如今有非常好的證據證明我們的祖父母能將疾病預先分配給後代子孫,這些結果來自研究小型動物像是大鼠及小鼠的實驗,同時也來自對人類族群的研究。

此外,美國南加州大學的醫生發現女人在懷孕時抽煙不只增加她們小孩氣喘的危險,也增加他們的孫子罹患氣喘的機會,該研究建議煙草可能傷害胎兒,而如果嬰兒是女孩,她的卵子或DNA也可能受到影響,這會改變免疫功能,因而增加氣喘的危險,有許多醫生表示該理論令人感到困惑,但是這仍然是理論,因為在人類其關連性的研究遠遠還無法證明此點。美國約翰霍普金斯大學的Andy Feinberg博士解釋說,在實驗動物某些有趣的早期數據與這些線索一致,而目前在人類,這只是一個有趣的推測領域,但是要說出來還太早。

不論這些情況,漸成作用的研究人員建議,雖然我們的生活形態產生巨大改變,但基因卻非如此,Hanson指出我們在生命期中已經改變了世界,在我們所吃的食物種類、電梯的使用等,我們坐在家裡…玩電腦遊戲而非外出騎腳踏車,所有這類活動已經大大改變,最終結果可能由於「基因不符」(genetic mismatch)而造成我們身體及未來後代的浩劫,這可解釋某些生活形態誘發之疾病爆發,如肥胖,糖尿病及心臟病。
研究人員強調早期健康習性的重要性,這是為了未來後代的健康著想,科學家表示,如果我們對於正在成長的年輕成年人〈他們將成為父母親而且最終會是祖父母〉更加留意,讓他們更健康並且讓他們了解到此問題,然後我們才能減少危險負擔,而這就是後代子孫產生的這類疾病。

2010年4月27日 星期二

漸成作用造成情緒異常?〈四〉


漸成作用造成情緒異常?〈四〉


打敗黑狗

在美國約翰霍普金斯大學「漸成作用中心」(Epigenetics Center),科學家正在研究漸成變異可能對壓力、憂鬱症及兩極異常症具有作用,研究工具之一就是「微距陣」(microarray),有時稱為晶片,大約手掌大小,在其上存有210萬個微小的DNA片段。

當將人或小鼠的DNA放置其上,該晶片就能偵測出混合物中幾乎每一個基因的甲基化作用,所有反應都在同一時間內發生,此工具的領導研發人員為中心主任Andrew Feinberg,將其命名為CHARM,這是一個字首略字,因為巴爾地摩〈約翰霍普金斯大學所在的城市〉被樂觀地號稱為「迷人的城市」(Charm City)。

逐漸了解情緒異常的漸成作用最終將導致較佳之治療方法出現,科學家有充分理由樂觀,如同邱吉爾〈他罹患憂鬱症〉所說:「對我自己而言我是一個樂觀者,任何其他的情緒似乎都沒有多大用處。」〈全文結束〉


How chimps mourn their dead

Chimps look after the corpses of their dead fellows, both old and young, two new studies reveal

2010年4月25日 星期日

漸成作用造成情緒異常?〈三〉


漸成作用造成情緒異常?〈三〉


壓力會是影響漸成標記的生命經驗之一?

加拿大馬基爾大學進行一個迷人的研究建議其答案可能為是,研究人員利用大鼠顯示,母鼠對剛出生大鼠不同的養育行為影響牠們在成年時的壓力敏感性,養育行為較佳的母鼠與那些較疏忽的母鼠相比,這兩種母鼠剛出生的大鼠間,在一個關鍵壓力系統基因的位置顯示DNA甲基化作用與組蛋白標記作用都具有差異,以藥物治療會改變漸成標記,消除母鼠對壓力敏感性之影響,科學家支持這是漸成作用的起始功能。

另一個研究,由德州大學西南醫學中心進行,提出漸成改變能被成年期壓力誘發的證據,成年小鼠面對高度侵略性鄰居會變得逃避社會,深受挫折及自居於次要地位,以某些方式模擬人類的憂鬱症,研究人員顯示這些小鼠在一個與憂鬱症相關的基因上其組蛋白發生改變,而這些改變能被抗憂鬱劑imipramine恢復。

有證據顯示其他抗憂鬱劑〈Parnate及Prozac〉也能改變組蛋白標記作用,給予小鼠改變組蛋白的化學物質,產生一種類似抗憂鬱劑的作用,其他一種常用來治療兩極性異常症的藥物valproic acid,也會影響組蛋白的狀態。〈待續〉