外婆的年龄也在影响你？科学家追踪"母亲年龄效应"的跨代密码

母亲生育时的年龄，可能会在后代身上留下一种生物学印记，进而影响其身体与行为特征。
这种现象被称为"母亲年龄效应"，在包括人类在内的众多动物物种中普遍存在，但科学家至今仍未完全弄清其背后的生物学机制。


"母亲年龄效应极为常见,从无脊椎动物一直到人类、大象、其他灵长类以及其他哺乳动物身上都能观察到,"美国海洋生物实验室贝伊-保罗中心副研究员克里斯汀·格里布尔表示。
她指出，几乎所有生命形式都会表现出某种程度的母亲年龄效应，而且大多数是由高龄生育带来的负面影响。
表观遗传或是信息传递的关键路径
为探究母亲年龄信息如何传递给下一代，格里布尔的实验室选择研究轮虫——一种繁殖迅速、便于跨代追踪的微小水生动物。
"理解这些简单无脊椎动物身上的机制,有助于我们理解人类身上母亲年龄效应的发生方式,"她说道。
轮虫实验的结果指向了一种表观遗传学解释，即基因开关状态的改变，而非DNA序列本身发生突变。


雌性爪哇臂尾轮虫及其幼虫。图片来源：Emily Corey
该实验室博士后科学家艾丽莎·利古奥里（现任纽约州立大学新帕尔茨分校助理教授）对同一轮虫物种的两种不同基因型进行了研究，发现母亲年龄效应并不会随着世代推移而逐代增强，反而可能在单一世代内就消失。
这种快速逆转的特性，反驳了"效应仅仅源于年龄相关细胞损伤或DNA突变的逐渐累积"这一假说。
一种可能的机制是组蛋白修饰——这是一种能够开启或关闭基因表达的表观遗传过程,格里布尔的实验室目前正在验证这一假设是否能解释他们观察到的母亲年龄效应。
她同时也在研究通常由母系遗传的线粒体DNA，是否在"将母亲年龄信息从母亲传递给后代"这一过程中发挥作用。
基因差异或改变效应的强弱程度
研究团队还在探索遗传变异是否会改变后代所受母亲年龄效应的强弱。
"很可能存在某些基因变体,能够抵御高龄生育带来的负面影响,"格里布尔表示,"在我们的其中一个品系中,高龄母体所产后代反而寿命更长,这提示可能存在某种有益的遗传机制在起作用。"
进化为何没有淘汰这一模式
更大的进化谜题在于：母亲年龄效应为何能长期存续？高龄母体所产后代往往寿命更短、繁殖能力更低、进化适应度更差，按理说这类性状本应被自然选择逐渐淘汰。
然而事实上，母亲年龄效应却广泛存在于众多物种之中。
格里布尔猜测部分原因在于，自然选择的作用力会随年龄增长而减弱，"高龄阶段的选择压力要低得多，尤其是对轮虫这种主要在生命早期完成生存与繁殖任务的物种而言。"
到了高龄阶段，雌性轮虫早已完成了绝大部分繁殖任务，这意味着晚期繁殖所承受的进化压力相对有限。
对格里布尔而言，更深层的问题在于：生物学信息究竟如何跨越数代持续传递？她表示，希望弄清"祖母甚至曾祖母所处环境的信息，如何能够影响到她的孙辈乃至曾孙辈的表现型"。
理解这些母系效应的跨代传递机制，或许还能加深人类对自身健康的认识，并最终为精准医学提供助力——因为一个人的健康状况，或许不仅取决于自身基因组，还取决于母亲、祖母乃至曾祖母的健康与生活环境。
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