没有语言或图像,简单生命形式线虫可交换RNA来共享记忆

无论快乐悲伤或危险,人类可以通过语言及图像将这些记忆转达出去,但像蠕虫、线虫这种简单生命形式是如何传播记忆的呢?一篇新研究发现,秀丽隐杆线虫(C. elegans)这物种可以通过交换RNA来共享记忆给周围同伴,也可以传承给后代。

秀丽隐杆线虫是常见于自然环境(温带地区)和实验室中(分子生物学、发育生物学研究领域常用的模式生物之一)的物种,具有固定且已知的细胞数量及发育过程,也是第一种完成全基因组测序的多细胞真核生物。

这种动物平常以微生物为食,如大肠杆菌(Escherichia coli)等,但也不是所有细菌都能顺利消化,比如绿脓杆菌(学名:Pseudomonas aeruginosa,又称铜绿假单胞菌),后者分泌的绿脓菌素(pyocyanin)是有毒代谢物,在氧化应激下能使秀丽隐杆线虫生病死亡,秀丽隐杆线虫必须以艰难的方式渡过这项难关。

几年前,普林斯顿大学团队发现秀丽隐杆线虫有一条避免误食绿脓杆菌的捷径:以前吃过绿脓杆菌且活下来的蠕虫,会将回避行为遗传给后代并持续四代(虽然秀丽隐杆线虫的寿命仅2~3周),仔细分析后,研究人员发现吃掉细菌的线虫会从中摄取一种称为P11的RNA,可在生殖细胞中触发警铃信号通知这是个威胁,而后代线虫能把同样信号传输到特定神经元以指导回避行为。

秀丽隐杆线虫可通过交换RNA分享记忆。 (Source:普林斯顿大学)

不过遗传保护后代是一回事,线虫有办法分享经验来警告周边同伴注意危险吗?根据普林斯顿大学团队新研究,科学家发现受过训练的线虫确实能将相同记忆传达给其他成年线虫,并在团体中宣传如何回避;更有趣的是,那些被指导避开绿脓杆菌的线虫,也将这些经验传给它们的后代,表明同样机制在发挥作用。

传递警告信号的组成为Cer1反转录转座子(Retrotransposon),秀丽隐杆线虫似乎在某个阶段从环境中吸收了这种元素,并在组织甚至实例之间携带记忆;若在基因组中移除Cer1,则秀丽隐杆线虫就不会通过摄取P11来避开绿脓杆菌。

虽然这些简单形式的生命无法像人类一样靠声音、图片等各种渠道分享经验,但更像触碰一下就能看见别人的记忆,听起来也很酷。新论文发布在《细胞》(Cell)期刊。

(首图来源:Flickr/Arne HendriksCC BY 2.0)

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