一朝被寄生，五代怕蜜蜂？原來果蠅的記憶能隔代遺傳！
作者／小肥波
本文轉載自立場新聞，原文為〈果蠅記憶能隔代遺傳！〉
我們的行為與性格究竟是由基因還是環境影響呢？這個由 17 世紀開始的「先天與後天」爭論，到今時今日仍未有最終結論。不過，近代越來越多研究顯示，父母身處的環境可能會對後代行為與喜好造成一定的影響，最新刊於 eLife 的研究亦有類似論調。
該研究由美國達特茅斯學院 (Dartmouth College) 醫學院的 Julianna Bozler 領導，瞭解環境壓力因素如何影響果蠅 ( Drosophilia melanogaster ) 後代的表現型 (phenotype) 。她指出，過去一些神經元編碼行為，例如：恐懼，被認為無法跨代遺傳，因此團隊想測試環境引起的父母行為改變，是否會透過「記憶」傳至後代。
寄生蜂會在果蠅的幼蟲體內產卵，而幼蟲一旦被寄生往往無法活過蛹期。圖／Unsplash
故事要從果蠅其中一個天敵「寄生蜂」說起。寄生蜂會將卵注入果蠅幼蟲體內，而人類已知雌果蠅為了避開寄生蜂，會比較喜歡將卵產於釋出乙醇的食物上，保護幼蟲免受寄生蜂感染。
在實驗中，團隊會將果蠅與寄生蜂放在一起共處 4 天，然後才會收集果蠅卵，這些幼蟲成年後不會再與其他果蠅或寄生蜂接觸。團隊會將之分成兩組，一組用於繁殖後代，另一組則分析其對乙醇的喜好。
團隊發現，最初與寄生蜂一起生活的果蠅，有 94% 都傾向於釋出乙醇的食物上產卵，這種行為更會持續出現於其他即使無與寄生蜂互動的後代身上。
雖然，這種行為傾向百分比在第一代後代已有所下降，只有 73% 會於釋出乙醇的食物上產卵，但產卵傾向持續了五代，到第六代才回復至初代的喜好水平，換言之改變並非永久性的生殖系變化 (germline change) ，而是一個可逆轉特徵。
藉由遺傳記憶，即使是從來沒和寄生蜂相處過的果蠅，也知道要「慎選」產卵的地點，避免被寄生蜂攻擊。圖／pixbay
更重要的是，團隊發現，其中一個推動這種改變行為傾向的關鍵，是雌性果蠅大腦特定區域的神經肽 F (neuropeptide-F, NPF) 釋放受到抑制。這種改變亦有部份源自視覺訊號（見到寄生蜂），才能夠觸發並遺傳至後代。值得留意的是，初代之後的雄或雌性都有能力將對釋出乙醇食物的偏好傳給其後代。
神經肽 F 是一種與成癮行為有關神經傳導物質 (neurotransmitter) ，而在哺乳類中相對應的稱為神經肽 Y (neuropeptide-Y, NPY) ， NPY 除了與成癮行為有關外，亦是哺乳類中樞神經系統中內含量最多的神經肽，幫助細胞溝通、生長與分化，如果我們能更好好了解果蠅的生物學、表觀遺傳學，以及其遺傳特徵的基本機制，或者能幫助有酗酒、濫藥問題的父母，不將問題傳到下一代。
參考資料
- Bozler, J., Kacsoh, B.Z. & Bosco, G. (2019). Transgenerational inheritance of ethanol preference is caused by maternal NPF repression. eLife 2019;8:e45391. DOI: 10.7554/eLife.45391
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