長壽以非DNA機制遺傳

長壽以非DNA機制遺傳

以線蟲進行的實驗顯示：改變一種酵素不但能延長牠們的生命，而且長壽效果可超過幾個世代。

2009年10月，美國史丹福大學遺傳學家安妮‧布魯奈特(Anne Brunet)坐在她的辦公室裡，研究生艾瑞克‧葛瑞爾(Eric Greer)來見她並詢問一個有些異端的問題，布魯奈特的實驗室研究人員最近知道調控一種酵素稱為SET2的量可延長線蟲的生命，葛瑞爾問道：如果使用SET2延長線線蟲生命期同時也能影響其後代的壽命，即使後代具有正常的酵素量？」。

此問題決非正統，布魯奈特解釋說，因為其碰觸到拉馬克的想法，你能遺傳後天獲得的特徵，生物學家相信這是錯誤的已經有好幾十年的時間。生物學家拉馬克(Jean-Baptiste Lamarck)在1809年提出理論認為生物在其生命期當中表現的特徵會在其後代增大；如一隻長頸鹿不斷地伸長脖子去吃樹頂的葉子，就會生出脖子更長的小長頸鹿，此種想法大部分不被達爾文的演化論（第一次發表於1859年）採信，但最近科學家已經開始體認出，一種生物的行為及環境可能的確會影響傳衍至後代的基因，此種後天獲得之遺傳性並非基於DNA，而是圍繞一個基因分子結構的改變造成，當葛瑞爾在2009年帶著他有關線蟲及SET2的問題去找布魯奈特時，此種「漸成基因」(epigenetic)遺傳性只有在簡單之特徵如眼睛顏色、花朵對稱性及花色上被發現。

布魯奈特與葛瑞爾進一步實驗，結果發表於2011年10月9日的自然期刊，提出第一個證據：某些長壽的性質能由親代傳衍至子代而不受DNA的直接影響，美國華盛頓大學研究老化分子機制的馬特‧凱伯萊恩(Matt Kaeberlein)表示：他認為這是一個非常重要的發現，第一次證明老化能被發生於過去世代的漸成基因改變所影響。

該研究使用攜帶SET2量極低的線蟲(Caenorhabditis elegans)，此酵素在正常情況下將甲基分子添加至DNA蛋白質的組裝材料上，當如此進行時，該酵素打開組裝材料，允許基因複製及表現，布魯奈特解釋某些這類基因似乎是「有關老化的基因」(pro-aging genes)，她的研究小組藉去除預定製造酵素的基因將SET2剔除，此過程具有顯著延長線蟲生命期的作用，假設是因為那些有關老化的基因不再表現。

下一步，讓長壽、缺乏酵素的線蟲與正常線蟲交配，其後代具有製造SET2的正常基因，而且甚至表現出正常量的酵素，但是牠們卻要比對照組線蟲（牠們的親代具有正常的生命期）存活得久很多，延長生命的作用可傳衍至第三代線蟲，但是在第四代（即原始突變線蟲的曾孫代）時回轉至正常狀態，在最初幾代線蟲，具有長壽的祖先生命期增加20天至25天，平均延長線蟲的生命期25%至30%。

布魯奈特與其研究小組還未確定生命期延長的真正機制，或哪些分子具有此作用，美國艾默瑞大學研究漸成基因轉錄記憶的大衛‧卡茲(David Katz)表示，這是該研究不夠完美之一，不論如何，此作用明顯地是「漸成基因作用」(epigenesis)，而長壽可能是與漸成基因遺傳有關的最複雜特徵之一。漸成基因作用能影響複雜特徵（像是生命期）的知識讓科學家感到好奇，想要找出有何其他特徵例如「疾病易感性」(disease susceptibility)、新陳代謝及發育模式等是可經由漸成基因性遺傳，因為漸成基因作用能被環境改變刺激，凱伯萊恩指出：這有可能某些這類特徵，可被（至少一部分）父母親、祖父母或甚至曾祖父母對於環境及生活型態的選擇來決定。

該研究的結果也令人興奮，因為預定製造SET2酵素的長壽基因存在於其他動物種類，包括人類，布魯奈特表示她要檢視是否此結果能在脊椎動物身上複製出，例如魚類及哺乳類，但是這些問題在許多年內不會有答案，因為未知SET2複合物在其他種類動物是否具有相同功能，同時因為那些種類動物每一世代的時間架構較長。布魯奈特解釋說：線蟲生命期非常短，是否此作用可應用於存活時間長過幾千倍的哺乳動物身上？我們非常興奮地想要知道。