精品文檔-下載后可編輯李啟業(yè):螞蟻因何“同根不同命”?螞蟻研究給人類這樣的啟示：基因雖然是“天定”的，但基因以何種形式表達(dá)卻會受后天因素影響，所以命運(yùn)并不完全由天定。

螞蟻跟人類一樣，都生活在分工細(xì)致的社會中。然而，螞蟻更勝一籌的是，它們連繁殖行為也進(jìn)行了明確分工。在螞蟻社會中，有專門負(fù)責(zé)產(chǎn)卵和繁殖后代的蟻后，有負(fù)責(zé)建造蟻巢、采集食物和飼養(yǎng)幼蟲的工蟻，還有專職與蟻后的雄蟻。另外跟人類不一樣的是，各工種螞蟻的形態(tài)和壽命也是天地之別：蟻后個頭最大，能活十幾到幾十年；而工蟻?zhàn)钚。瑝勖赡芏讨翈仔瞧?。咋一看，很難相信蟻后與工蟻屬于同一個物種。

那么，是什么使得它們的行為和形態(tài)如此不同呢？日前，深圳華大基因與紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院繼2022年螞蟻基因組項(xiàng)目后再次合作的研究成果發(fā)表在國際知名雜志《細(xì)胞》的子刊——《當(dāng)代生物學(xué)》（CurrentBiology）上，揭示了螞蟻個體巨大差異的根源。

華大基因此項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李啟業(yè)告訴記者，“人們很早就知道，螞蟻不同工種間的差異不是遺傳差異引起的，而更可能是表觀因素造成。簡單來說，就是在遺傳物質(zhì)即基因組序列不需要被改變的前提下，通過調(diào)節(jié)基因的時空差異表達(dá)，也可以使同一物種產(chǎn)生表型差異極大的個體?！?。

在目前已知的表觀調(diào)控機(jī)制中，DNA甲基化的研究技術(shù)相對成熟，能得到物種單堿基分辨率的DNA甲基化圖譜。所以，這2年中，李啟業(yè)所在團(tuán)隊與紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院合作方一起深入研究比較了佛羅里達(dá)弓背蟻和印度跳蟻不同發(fā)育階段、不同社會等級樣品的DNA甲基化特征，并證實(shí)了DNA甲基化調(diào)控對螞蟻等級分化的重要作用。

“我們發(fā)現(xiàn)，雖然不同等級的樣品有著相同的基因組序列，但它們各自的基因組卻都有著各自特有的甲基化模式。這可能是因?yàn)槲浵伆l(fā)育過程中會受到某些外界信號刺激，使基因組一些區(qū)域在不同幼蟲間發(fā)生有差異的甲基化修飾，例如有些幼蟲在這些區(qū)域獲得了甲基化修飾，但有些幼蟲卻沒有。這最終使得幼蟲向蟻后和工蟻2條不同路上發(fā)展”，李啟業(yè)表示，“至于究竟是什么外界信號促發(fā)了這些變化，在螞蟻中還不是很明確。但在蜜蜂中人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幼蟲是否發(fā)育成蜂后，跟幼蟲是否被持續(xù)喂養(yǎng)蜂皇漿有關(guān)?！?/p>

不過，這種等級分化也并非完全不可逆。研究發(fā)現(xiàn)，印度跳蟻的蟻后死后，有的工蟻會轉(zhuǎn)化為新的蟻后，起到繁衍種群的作用。而這一等級逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象在弓背蟻中沒有出現(xiàn)。這可能是因?yàn)?，印度跳蟻在進(jìn)化上更為古老，社會組織、分工還處于初級階段，因而仍具有一定的靈活性。而進(jìn)化得更極端的弓背蟻則喪失了這種靈活性。

當(dāng)然，無論是印度跳蟻還是弓背蟻，它們DNA甲基化跟等級分化的關(guān)系對人類都有著參考價值。就像人類同卵雙胞胎，小時候外貌和性格都非常相似，但是如果放在不同的環(huán)境中培養(yǎng)，長大后也能表現(xiàn)出明顯的差別，這也被認(rèn)為是表觀