獲得性遺傳在線蟲已被證實，人類還沒有證據
教科書用魏斯曼屏障解釋為什麼練出的肌肉傳不下去；但在線蟲裡，敲掉後代自己造小 RNA 的能力，它們仍能抵抗父母遇過的病毒，只改大腦裡的 RNA 就能改變三代後的行為。
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核心論點 · 時間戳為按文稿位置估算
基因組是全書，細胞只取其中一頁
每個細胞都裝著同一套基因組。Rechavi 的比喻是每個房間都放著一本 IKEA 手冊，寫著造出家裡一切東西的說明；但廚房要的東西和衛生間要的不一樣，所以每個細胞只抽出一頁，這一頁就是 RNA，照著它拼出來的傢俱是蛋白質。真正編碼蛋白質的信使 RNA 只是 RNA 的一小部分：基因組裡不到 2% 的序列編碼信使 RNA，而大量被轉錄出來的 RNA 做的是別的事，其中很多至今沒搞懂。這條區分是後面所有討論的地基——DNA 決定哪些指令能被翻開，剩下的問題才是後天經歷能不能改寫這些指令。
— Dr. Oded Rechavi兩道屏障攔住了後天獲得的性狀
為什麼默認後天學到的東西傳不下去？Rechavi 把它歸到兩道屏障。第一道是體細胞與生殖細胞的分離：19 世紀的 August Weismann 提出，今天叫 Weismann barrier，只有生殖細胞能把信息交給下一代，身體其他部分發生的事應該留在身體裡；這道屏障被稱為生物學的第二定律，第一定律是自然選擇。第二道是表觀重編程：遺傳物質會積累各種化學修飾，但在精子和卵子裡、在早期胚胎裡，這些修飾被大量抹掉，在哺乳動物和人類身上大約 90%。抹掉的理由是回到原始說明書，保留造出所有傢俱的潛力，而不是被某個房間做過的那幾件限死。
— Dr. Oded Rechavi它被反對也被渴望，理由不全是數據
這套屏障理論讓獲得性遺傳長期不受待見。Rechavi 講了兩面：一面是理論，屏障擺在那裡；另一面是爭議本身帶來的氣氛。他舉薛定諤 1944 年那本書為例——薛定諤寫獲得性遺傳站不住腳、不會發生，同時又寫道這很令人難過，因為自然選擇是灰暗的：你做什麼都不影響下一代的遺傳信息，你能給孩子的只有錢和教育。Rechavi 說他從心理上能理解為什麼很多人希望它是真的，因為它讓人生有了意義。但他沒有把話推成「因為大家想相信所以它有希望」，他只說 RNA 是一條新線索、是近年連哺乳動物領域也走到臺前的候選分子。
— Dr. Oded Rechavi線蟲能在一屆博士裡跑幾百代
為什麼該信線蟲？Rechavi 列的條件很具體：一條 C. elegans 永遠是 959 個細胞，其中 302 個是神經元，1980 年代起就有完整連接組，像一張標明誰跟誰說話的地鐵圖；身體透明，可以直接看神經元放電，也可以用光遺傳學開關基因；它是第一個被測序基因組的動物，比人類還早；每條母蟲產約 250 條几乎基因相同的後代，養在培養皿裡吃細菌，環境高度可控，nature 和 nurture 能分開；世代時間 3 天，所以一屆博士能跑幾百代線蟲。在這樣的條件下，他說線蟲裡獲得性性狀的遺傳已經有非常明顯、無可爭辯的證據，表觀遺傳領域幾乎沒人反對。
— Dr. Oded Rechavi後代不會造小 RNA，卻仍能抗病毒
實驗設計乾淨到可以用顏色判斷：用帶熒光的病毒，病毒複製成功線蟲就變綠，被消滅就保持黑色。先讓線蟲感染病毒並消滅它，再把後代裡製造小 RNA 的機器敲掉——這些後代自己沒有能力從頭造 small RNA。然後讓它們感染同樣的病毒。如果它們還是黑的，唯一解釋就是從父母那裡繼承了 small RNA。結果正是如此，所有後代都是黑的，抗性還能再傳好幾代。測序能直接讀到那些與病毒基因組匹配的小 RNA，而且只有父母被感染過的後代才有。這些線蟲沒有 T 細胞或 B 細胞，它們靠 RNA 防病毒，這套機制就是 2006 年拿諾貝爾獎的 RNA 干擾。
— Dr. Oded Rechavi大腦和遺傳用的不是同一種語言
這集最大膽的問題是：大腦能不能給下一代留信息？Rechavi 指出障礙在於翻譯——大腦把信息存在突觸連接的三維結構裡，任何可遺傳的信息卻必須擠過受精卵這一個細胞的瓶頸。他也給出另一條可能：學一樣東西也許只是把某個氣味受體去掉，那麼一條控制這個受體的 RNA 就足以把它傳下去；哺乳動物裡有人報告過這類現象，但他說還沒被足夠有說服力地證明，因為沒人講清楚信息怎麼從大腦跑到生殖細胞。他自己的路線繞開了翻譯：2019 年的 Cell 論文裡，只改線蟲大腦裡天然 small RNA 的產生量，後代的覓食行為就變了，一直影響到三代之後，機制落在生殖系的 sage-2 基因上，還需要那個物理搬運 RNA 的蛋白。
— Dr. Oded Rechavi哺乳動物少一個 RNA 放大器
為什麼線蟲能做到、哺乳動物要被懷疑？Rechavi 給的機制很乾脆：線蟲的秘密是它能不停放大這些 small RNA，所以信號不會被稀釋。哺乳動物裡沒有已知的類似放大機制，問題就變成——一點點 RNA 怎麼影響整個生物體？一種可能是它只在發育極早期動手：那時只有幾個細胞，甚至可能作用在懷孕時形成的胎盤上，之後一步步把發育帶偏，代謝等問題隨之出現。這就是「健康與疾病的發育起源」的思路。他也把 RNA 在哺乳動物裡的角色說成候選而不是結論：小 RNA 是傳遞壓力保護或有害效應的領先候選，但「在哺乳動物裡我們不知道，時間會給出答案」。
— Dr. Oded RechaviRNA 比 DNA 可塑，先拿來做診斷
應用分三層。最近的是診斷：在以色列，多數準備要孩子的夫婦會做 DNA 診斷查遺傳病，但目前沒有人看 RNA；如果機制更清楚，RNA 會是另一個層面、一個全新的世界，可能有某些 RNA 與疾病相關。好處是它不像 DNA 那樣定死——DNA 是你的，改不了就只能另選一個胚胎；RNA 是可塑的。再往前一步才是干預：齧齒類實驗裡，過度餵養會給下一代帶來問題，但如果讓老鼠運動，這種異常遺傳會被糾正；做 IVF 時也許可以改變你引入的那些東西里的 RNA 組成。Rechavi 對時間線很剋制：他說這些現在還不發生，是科學幻想，但如果搞清楚了，他也設想過對準備做 IVF 的人說「你該去跑步機上跑一會兒」，這會改變你 RNA 的圖譜。
— Dr. Oded Rechavi原話 · 已逐字校驗
This is like the IKEA book that you have in every cell in your body, the instructions to make everything that you need in your house, the chairs, the kitchen, the pictures. But in every room, you want something else.
這就像每個細胞裡都放著一本 IKEA 手冊，寫著造出你家裡一切東西的說明——椅子、廚房、畫。但每個房間想要的東西不一樣。
Dr. Oded Rechavi4:37
The man who first thought about this barrier is called Weismann, August Weismann. … Separation of the soma from the germline, only the germline transmitting information to the next generation. And this is also called the second law of biology.
第一個思考這道屏障的人叫 Weismann，August Weismann。……體細胞與生殖細胞的分離，只有生殖細胞把信息傳給下一代。這也被稱為生物學的第二定律。
Dr. Oded Rechavi11:35
So to preserve this, we erase all these modifications and start anew. And this is in mammals and in humans, this is largely true. Most of the modifications in the sperm and in the egg are removed, so about 90% of them.
為了保住這一點，我們抹掉所有這些修飾，從零開始。在哺乳動物和人類身上這基本成立：精子和卵子裡的大部分修飾被清除了，大約 90%。
Dr. Oded Rechavi12:46
In the worm, we now have very obvious and clear-cut proof that there is inheritance of acquired traits. So much so that I don't think that anyone pretty much in the epigenetic field argues against it.
在線蟲裡，我們現在有非常明顯、無可爭辯的證據，證明存在獲得性性狀的遺傳。明顯到我認為表觀遺傳領域裡幾乎沒有人反對它。
Dr. Oded Rechavi16:20
We demonstrated this very clearly using a fluorescent virus. If the virus replicates successfully, the worm just turns green, and if the virus is destroyed, the worm stays black.
我們用一種帶熒光的病毒非常清楚地演示了這一點。如果病毒複製成功，線蟲就變綠；如果病毒被消滅，線蟲就保持黑色。
Dr. Oded Rechavi21:20
What we did in C. elegans is we showed that the brain can communicate with the next generations using small RNAs, and that this can change behavior.
我們在 C. elegans 裡做的是：證明大腦可以用 small RNA 與下一代溝通，而且這會改變行為。
Dr. Oded Rechavi28:17
For example, there are experiments in rodents where they show that overfeeding the rodents creates problems for the next generations, for the children. However, if you let the rodent exercise, then it corrects the aberrant inheritance.
比如有齧齒類實驗顯示，過度餵養老鼠會給下一代、給孩子帶來問題。但是，如果你讓老鼠運動，這種異常的遺傳就被糾正了。
Dr. Oded Rechavi31:07
The beauty is that this, unlike DNA, it's plastic. So with DNA, this is your DNA, perhaps we can choose another embryo.
好處在於，它不像 DNA，它是可塑的。DNA 就那樣了，也許我們只能另選一個胚胎。
Dr. Oded Rechavi32:22
數字與實體
| 基因組中編碼信使 RNA 的比例 | 不到 2% | 4:37 |
| 精子和卵子裡被清除的表觀修飾比例 | 約 90% | 12:46 |
| C. elegans 的細胞數 | 959 個 | 16:20 |
| C. elegans 的神經元數 | 302 個 | 16:20 |
| C. elegans 每條母蟲產的後代數 | 約 250 條 | 16:20 |
| C. elegans 的世代時間 | 3 天 | 16:20 |
| 改線蟲大腦 small RNA 影響後代行為的代數 | 一直到三代之後 | 28:17 |
術語
- Weismann barrier魏斯曼屏障
- 體細胞與生殖細胞分離，只有生殖細胞能把信息傳給下一代
- C. elegans秀麗隱杆線蟲
- 透明線蟲，細胞數恆定、世代僅 3 天，是經典模式生物
- small RNAs小 RNA
- 不編碼蛋白的短 RNA，能識別並沉默序列匹配的基因
- RNA interferenceRNA 干擾
- 雙鏈 RNA 觸發小 RNA 降解信使 RNA、關閉基因的機制
- epigenetic reprogramming表觀重編程
- 精卵與早期胚胎中大部分化學修飾被抹去、重設的過程
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