انتقال بین‌نسلی فنوتیپ‌های شناختی از تئوری لامارک تا مکانیسم‌های اپی‌ژنتیک

این تفکر که توانایی انتقال حافظه کسب شده از طریق مکانیسم‌های غیرتحصیلی و غیرژنتیکی به نسل بعد وجود دارد، پس از ارائه شدن توسط لامارک مورد توجه عموم قرارگرفت. به طور گسترده‌ پذیرفته شده است که تجربیات والدین اثرات قوی بر عملکردهای فیزیولوژیکی، متابولیکی و سلولی موجودات زنده داشته، که این اثرات از طریق اصلاحات اپی‌ژنتیک در میان نسل‌ها منتقل می‌شوند. اصلاحات اپی‌ژنتیک که مستعد تغییر در برابر شرایط محیطی هستند و به فرزندان منتقل می‌شوند شامل متیلاسیون dna، اصلاح هیستون و rnaهای کدگذاری نشده کوچک هستند. درحال حاضر یکی از جذاب‌ترین موضوعات مورد بحث در زمینه انتقال اپی‌ژنتیک، انتقال فنوتیپ‌های حافظه‌ و قابلیت‌های یادگیری و حافظه است. به‌ارث بردن ویژگی‌های اپی‌ژنتیک امکان انتقال اطلاعات سازگار و یا ناسازگار با محیط اجدادی را به فرزندانشان فراهم می‌کنند. نتایج مطالعات نشان می‌دهد که قرارگرفتن والدین در معرض محرک‌های محیطی پیش از لقاح منجر به تغییر در ظرفیت‌های شناختی فرزندانشان خواهد شد. جالب‌تر آنکه یادگیری تکالیف شناختی والدین منجر به بهبود فرآیند یادگیری در فرزندان شده و فرآیند تحکیم حافظه را تسهیل می‌نماید. سه فرآیند اپی‌ژنتیک عمده درگیر در یادگیری و تحکیم حافظه شامل متیلاسیون dna، متیلاسیون هیستون و استیلاسیون هیستون است. این فرآیندها ویژگی‌های ژنوم یا تعاملات بین ژنوم و هسته هیستون را ویرایش کرده و تغییرات ساختاری را در کروماتین القاء می‌کنند و منجر به تغییرات رونویسی ژن‌های مختلف تاثیرگذار بر شکل‌گیری حافظه می‌شوند. انتقال این اصلاحات ایجاد شده در کروماتین از والدین به فرزندان منجر به تسهیل روند یادگیری و تحکیم حافظه فرزندان می‌شود.

Intergenerational transfer of cognitive phenotypes from Lamarck theory to epigenetic mechanisms

The notion that nongenetic and noncultural mechanisms can transmit the memory of exposure to diverse environmental conditions to subsequent generations has excited considerable interest and has brought the Lamarck rsquo;s idea back into the limelight. It is widely accepted that the environmental experiences of parents have strong effects on the physiological, metabolic, and cellular functions of living organisms, which are transmitted through epigenetic modifications to the next generations. The epigenetic modifications prone to change in environmental conditions and transmitted to next generations include DNA methylation, histone modification, and small noncoding RNAs. Currently, one of the most exciting topics in the field of epigenetic transmission is the transfer of memory phenotypes and learning and memory capabilities. Inheriting epigenetic traits allows living organisms to transmit compatible or incompatible information with the ancestral environment to their offspring. Studies showed that exposure to environmental stimuli by parents before fertilization would lead to changes in their children #39;s cognitive capacities. Interestingly, learning cognitive tasks in parents improved the learning and facilitated memory consolidation in offspring. The methylation DNA, histone methylation and histone acetylation are three major epigenetic processes involved in the regulation of learning and memory consolidation. These processes modify genome features or interactions between the genome and the histone nucleus, and then induce structural changes in chromatin, leading to transcriptional changes in various genes that affect memory formation. The transfer of these chromatin modifications from parents to offspring facilitates the offspring learning process and memory consolidation.