线虫怎样分享避险经验？科学家揭秘独特机制

学会躲避危机的秀丽隐杆线虫会分泌一种信号，将自己的经验分享给同类，从而帮助其它个体躲避危机。

线虫传递记忆的途径

当个体遭遇环境中的威胁时，向同类发出警报对该物种而言是有利的。秀丽隐杆线虫常常遇到危险，比如绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa），它看起来似乎是诱人的食物，但其实是吃了会致病的一种假单胞菌。线虫并不具备发出警报的能力，但美国普林斯顿大学Coleen Murphy实验室在《细胞》杂志发布的新研究表明，遇到绿脓杆菌的秀丽隐杆线虫也可以帮助其它个体躲避危机。他们在论文中揭示了相关机制的关键。

在早期的工作中，Murphy实验室发现，感染绿脓杆菌的线虫母本学会了避开这种细菌，而且它们可以将这种回避行为往下传四代。线虫母本通过肠道吸收了一种被称为P11的细菌性小RNA，这种小RNA会在线虫的生殖细胞系中触发一个信号，然后传递给控制行为的神经元。随后，新行为通过对生殖细胞系的改变传递给后代。

这次，研究人员发现，回避行为也可由经训练的线虫传递给其它成年线虫。Murphy说：“不论是将线虫碾碎提供给其它成年线虫，还是只提供前者待过的介质，这些初学者线虫都能‘习得’回避病原体。”

这一发现表明，线虫会分泌一些信号，当其它个体捕捉到该信号时，就会改变自身的行为。有趣的是，通过接收信号而受到“教育”的线虫后代也能回避绿脓杆菌，并将这种本领延续四代。这意味着，该信号在受体线虫中触发的学习途径与直接接触病原体的线虫相同，Murphy团队试图将其破解。

Murphy说：“我们发现一种叫做Cer1的逆转录转座子，它形成的类似病毒的粒子似乎不仅能在组织之间‘共享’记忆，在个体之间也能实现。”逆转录转座子是一种遗传元素，它能将自己嵌入宿主动物的DNA中。研究人员发现Cer1存在于线虫生殖细胞系的DNA中，实验显示，缺乏Cer1的野生线虫菌株无法完成回避行为学习。种种结果都指向一个结论：Cer1是建立、传播和接受回避行为的必要条件。

Murphy说：“我们认为Cer1可能会让线虫在与病原体的斗争中占据优势，尽管在非致病性条件下，基因组中存在Cer1对线虫是有害的。”

编译：灯丝 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《细胞》

期刊编号：0092-8674

原文链接：https://phys.org/news/2021-09-scientists-mechanism-memory-inpiduals-elegans.html

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