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原生动物草履虫（第四双小核草履虫，Paramecium tetraurelia）的后代始终保持“男生男，女生女”，研究人员发现这种遗传是由于一种RNA指导的DNA缺失途径导致的，这一途径能保护基因组免受外源DNA序列的影响。
——原生动物草履虫（第四双小核草履虫，Paramecium tetraurelia）的后代始终保持“男生男，女生女”，研究人员发现这种遗传是由于一种RNA指导的DNA缺失途径导致的，这一途径能保护基因组免受外源DNA序列的影响。
生物通报道：异性相吸。对于单细胞生物第四双小核草履虫(Paramecium tetraurelia)来说，这种两性其实是两种不同的交配型，即偶(E) 和奇(O)，E和O细胞之间的性别差异是通过接合（conjugation）过程完成的，这个过程是一种可逆细胞融合过程，细胞之间相互交换遗传物质，然后重新分离到子代细胞中。
虽然这些后代开始发育时都具有相同的基因组混合物，但是每个细胞都会以某种方式保持自己的亲代配对型：E生成E，O生成O。这个特殊的遗传方式一直以来都是一个谜，不过近期的一项研究发现，小分子RNA是其中的关键，能帮助亲代细胞将特殊配对型遗传信息传递给子代细胞。
草履虫Paramecium是纤毛纲的代表类生物，其生殖可分为无性生殖和有性生殖。有性生殖为接合生殖，也就是2个草履虫口沟对口沟粘合在一起，粘合处细胞膜溶解，两个虫体的细胞质相通，小核离开大核，分裂两次形成4个核，其中3个解体，剩下的1个小核又分裂成大小不等的2个核，大核逐渐消失。然后两虫体互换其新小核，并与对方较大核融合，这一过程相当于受精作用。
此后两虫体分开，接合核分裂三次成为8个核，4个变为大核，其余4核有3个解体，剩下1核分裂为2小核，再分裂为4小核，每个虫体也分裂2次，结果原接合的两亲本虫体各形成4个草履虫，新形成的8个草履虫都有一大核，一小核。虽然这些子代的基因组是亲代基因组的融合，但是子代细胞仍具有接合生殖前与亲代细胞相同的配对型。
在这篇文章中，研究人员发现E细胞吸引O细胞，是通过E细胞表达一种称为mtA的细胞表面蛋白。这种蛋白只在E细胞中表达，因为mtA基因的启动子序列就像是O细胞体细胞核中的一种转座子延伸序列，因此在O细胞中被靶向删除了。
在发育过程中，E细胞大核并没有删去这一启动子的原因是，这一序列存在于E亲代体细胞基因组中，研究人员指出，mtA启动子的存在与否是由于亲代和子代基因组是否具有同源RNAs的原因，这些RNA能有效的阻止或促进DNA删除，从而确保配对型能遗传给下一代。这一过程被认为是一种表观遗传现象，因为两种细胞最开始的DNA序列是相同的，不同的是基因活性模式。
虽然这种DNA删除途径只存在于纤毛虫中，但RNA介导的基因沉默却广泛存在，一些研究也表明小分子RNA具有跨代遗传的作用，比如，在果蝇中，母代染色体末端产生的piRNA可以沉默转座子，以及基因组中其他同源序列。而秀丽隐杆线虫中的三个小RNA，也能合作抑制实验诱导的基因，无论这一基因在亲代中是否表达，从而识别基因组中的外来基因。
这项研究中，研究人员发现编码和非编码序列之间可以进行比较，因为生殖细胞小RNAs和体细胞转录组之间的全基因组互补是在细胞”发育“过程中产生的。
piRNA途径一般被认为是一种区分自我和非自我的方式，可以用于沉默外来基因组入侵者（比如转座元件），但是这项研究发现RNA介导的基因组防御途径演变成表观遗传调控方式，值得深思。
同期Nature杂志也刊发一篇评论性文章，指出揭开草履虫性别生殖遗传的奥秘，花费了科学家们将近75年的时间，希望这将有助于解析同源RNAs在细胞内在基因调控方面的新作用。（生物通：张迪）
原文摘要：
Genome-defence small RNAs exapted for epigenetic mating-type inheritance
In the ciliate Paramecium, transposable elements and their single-copy remnants are deleted during the development of somatic macronuclei from germline micronuclei, at each sexual generation. Deletions are targeted by scnRNAs, small RNAs produced from the germ line during meiosis that first scan the maternal macronuclear genome to identify missing sequences, and then allow the zygotic macronucleus to reproduce the same deletions. Here we show that this process accounts for the maternal inheritance of mating types in Paramecium tetraurelia, a long-standing problem in epigenetics. Mating type E depends on expression of the transmembrane protein mtA, and the default type O is determined during development by scnRNA-dependent excision of the mtA promoter. In the sibling species Paramecium septaurelia, mating type O is determined by coding-sequence deletions in a different gene, mtB, which is specifically required for mtA expression. These independently evolved mechanisms suggest frequent exaptation of the scnRNA pathway to regulate cellular genes and mediate transgenerational epigenetic inheritance of essential phenotypic polymorphisms.
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