一项新的研究揭示了饮食如何影响遗传行为
切中要害
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维生素B12驱动遗传捕食：一种细菌营养物诱导太平洋战俘的捕食形式，并遗传给后代。这种影响取决于维生素B12水平及其在蛋氨酸合成中的作用。
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母体营养传递机制：遗传是通过增加卵黄蛋白原介导的从母亲到后代的供给而发生的。
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将环境与进化联系起来：这项研究表明，饮食驱动的变化如何通过跨代记忆塑造长期适应能力。
人们早就知道，环境条件会影响特征的遗传方式，这种现象被称为跨代表观遗传。然而，负责编码这种生物记忆的分子信号在很大程度上仍然未知。
在这项新的研究中，科学家们使用了太平洋Pristionchus，一种具有发育灵活性的微观蛔虫。根据饮食的不同，隐头线虫可以改变嘴巴结构，采取捕食其他线虫的方式。当隐头线虫被喂食Novosphingobium细菌时，它们就完全发育成捕食形式。有趣的是，这种增加的捕食倾向持续了几代，甚至在蠕虫恢复到标准饮食后。
B12是触发因素
研究小组发现，细菌产生的代谢物维生素B12是这种遗传效应的关键触发因素。当对Novosphingobium进行基因改造以阻止维生素B12的产生时，关于捕食的跨代记忆就消失了。重新引入维生素B12恢复了这种效果，证明维生素B12对这种形式的遗传既是必要的也是充分的。
进一步的实验表明，维生素B12以浓度依赖的方式起作用，并通过蛋氨酸合成酶发出信号，蛋氨酸合成酶是细胞代谢中必需的酶，维生素B12在细胞代谢中起关键的辅助因子作用。
除了代谢作用，维生素B12还能提高卵黄原蛋白的水平，卵黄原蛋白是一种蛋黄蛋白，负责将营养物质从母体传递给后代，并代代相传。缺乏卵黄原蛋白受体（负责将卵黄蛋白摄取到卵母细胞中）的蠕虫没有表现出遗传的捕食行为。这提供了强有力的证据，表明维生素B12诱导的跨代记忆是通过母亲向后代提供营养而起作用的。
我们的研究结果表明，维生素B12不仅会影响个体的摄入，还会影响后代的生物学。这揭示了饮食、新陈代谢和遗传性状之间的直接分子联系。
——希拉·珀尔·吉奥贝
表型可塑性的例子
该研究强调了表型可塑性的一个显著例子，即生物体根据环境条件调整其特征。在快速变化或资源有限的环境中，例如太平洋p.pacificus在自然界中遇到的环境，传递捕食等适应性特征的能力可以显著提高生存和繁殖成功率。
综合进化生物学系博士后Ata Kalirad补充说：“这些结果表明，即时的环境反应是如何在几代人之间延伸的，这可能会影响进化轨迹。”
尽管取得了这些进展，关键问题依然存在。转移到线虫组织和胚胎中的维生素B12的确切数量尚不清楚，正在进行的研究旨在更好地了解卵黄蛋白原的作用。研究人员推测，这些卵黄蛋白可能充当中央运输枢纽，不仅携带营养物质，还携带其他分子，如脂质和小RNA，这些分子可能有助于遗传特征。
这项工作为理解环境信号如何转化为可遗传的生物信息提供了基础步骤，其意义超出了线虫，延伸到营养、发育和遗传等更广泛的问题。
