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作用于生命早期的不利环境因素可以改变表型的可塑性和影响成年个体和后代的健康。生命早期的环境诱导的表型变异在人类、动物模型和植物中已经被证明可以遗传多代。经过20年的研究,两代间和多代间表型遗传的机制逐步被发现,其包括RNA甲基化、DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA。例如,DNA甲基化与大量营养条件和早期环境因素引起的两代间和多代间表型遗传紧密相关。最近的研究表明RNA也直接参与表型遗传的调控。小非编码RNA参与饥饿和热激诱导的表观遗传记忆的调控。此外,在模式生物秀丽隐杆线虫和果蝇中,核染色质和组蛋白修饰作用于两代间和多代间表观记忆的传递在很多研究中都得到了证实。尽管存在这么多前沿研究,感染是否影响后代的寿命,且感染引起的衰老在后代间传递的表观遗传的机制目前还不清楚。在本研究中,采用模式生物秀丽隐杆线虫来研究感染引起的表观遗传的机制。以下是本研究的主要研究结果:1.在线虫的发育过程中,用铜绿假单胞菌感染线虫12小时,会导致其成虫个体的寿命的缩短和免疫力的增加,这其中揭示了一个权衡效应,此消彼长。此外,本研究还发现来自于感染亲代的F1代线虫也表现出寿命缩短和免疫增加的表型。有趣的是自于感染亲代的F2和F3代线虫也表现出寿命缩短和免疫增加的表型。但是,在F4代该表型现象消失。这些结果表明感染的亲代线虫所引起的寿命缩短和免疫增加的表型现象可以多带遗传。2.无论是来自于父系还是母系感染所引起的寿命缩短和免疫增加的表型现象都可以多代遗传。3.本研究揭示组蛋白修饰发生在感染亲代的后期,并且组蛋白三甲基化复合体H3K4me3调控感染所引起的寿命缩短和免疫增加表型现象的多代遗传。组蛋白三甲基化复合体H3K4me3可以增加线虫的天然免疫。4.通过使用线虫NL2098、TU3401、MGH170、NR222和NR350,分别在生殖细胞系、神经元、肠道、表皮和肌肉中特异性干扰组蛋白三甲基化复合体H3K4me3的相关基因发现组蛋白三甲基化复合体H3K4me3作用于生殖细胞系调控感染所引起的寿命缩短和免疫增加表型现象的多代遗传。5.感染诱导的小siRNAs可以遗传3代。此外22G siRNAs在这些差异表达的小RNAs中最丰富,并且其受argonaute蛋白CSR-1的调控。三甲基化复合体H3K4me3作用于生殖细胞系通过argonaute蛋白CSR-1束缚的22G siRNAs来调控感染所引起的寿命缩短和免疫增加表型现象的多代遗传。通过对22G siRNAs差异表达的靶基因GO富集分析发现很多基因可以富集到调节寿命和免疫的功能集上。6.本研究揭示了一个表观遗传的机制即由亲代感染、组蛋白三甲基化复合体H3K4me3和CSR-1调控的22G siRNAs共同编排来调控后代的表型输出。本研究提供了一个感染引起的表型现象多代遗传的证据和有利于我们深刻理解生物体表型多样性产出和进化。