至少十年以来，科学家们已知道哺乳动物大脑中的大多数细胞都会经历DNA变化，从而使得每个神经元与相邻的神经元略有差别。其中的一些变化是由“跳跃”基因---正式名称为长散布核元件(long interspersed nuclear element, LINE)---引起的，它们从基因组上的一个位点移动到另一个位点。2005年，美国沙克生物研究所遗传学实验室的Rusty Gage教授及其团队发现一种被称作L1的跳跃基因能够在发育中的神经元(一类脑细胞)内跳跃。

        Gage团队猜测这样的变化在脑细胞中产生潜在有用的多样性，微调它们的功能，但是也可能导致神经精神疾病。 沙克生物研究所遗传学实验室前助理研究员Tracy Bedrosian说，“虽然我们已知细胞能够让它们的DNA发生变化，但据推测，这可能并不是一个随机过程。也许大脑或环境中存在的因素导致这些变化更频繁地或不那么频繁地发生。”

        在一项新的研究中，Gage、Bedrosian及其同事们先是观察母鼠和它们的后代之间的抚养方式的自然变化。他们随后研究了来自小鼠后代海马体的DNA，其中海马体参与情绪、记忆和一些非自主功能。他们发现母鼠关抚养方式与L1拷贝数之间存在相关性：接受母鼠专心照顾的小鼠后代具有更少的跳跃基因L1拷贝，而那些缺乏母鼠照顾的小鼠后代具有更多的L1基因拷贝，因而在它们的大脑中具有更多的遗传多样性。相关研究结果发表在Science期刊上，论文标题为“Early life experience drives structural variation of neural genomes in mice”。

        为了确保这种差异不是偶然的，这些研究人员开展了一系列对照实验，包括检查每只小鼠后代的双亲的DNA，以确保这些小鼠后代不仅从双亲那里遗传L1的拷贝数，同时验证这种额外的DNA序列元件实际上是基因组DNA而不是来自细胞核外部的遗传物质。最后，他们让这些小鼠后代接受交叉抚养：不提供母爱的母鼠生下的小鼠后代被由提供母爱的母鼠抚养，反之亦然。L1拷贝数与母鼠抚养方式之间存在关联性的初始结果依然成立：相比于由提供母爱的母鼠生下的但由不提供母爱的母鼠抚养的小鼠后代，由不提供母爱的母鼠生下的但由提供母爱的母鼠抚养的小鼠后代具有更少的L1拷贝数。

        这些研究人员猜测由不提供母爱的母鼠生下的后代遭受更多的压力，并且在某种程度上，这导致基因更加频繁地拷贝和移动。有趣的是，抚养方式与已知的其他跳跃基因的拷贝数之间不存在类似的相关性，这提示着L1具有独特的作用。因此，接下来，他们研究了甲基化---DNA上的化学标记模式，该模式可指示基因是否应该被拷贝，而且会受到环境因素的影响。在这项研究中，已知的其他跳跃基因的甲基化对于所有小鼠后代都是一致的。但对L1而言，情况就有所不同：相比于由提供母爱的母鼠生下的小鼠后代，由不提供母爱的母鼠生下的小鼠后代具有显著更少甲基化的L1基因，这提示着甲基化是导致L1基因迁移的机制。

        Gage说，“这一发现与童年照管不良(childhood neglect)的研究---也表明其他基因的甲基化模式发生变化---相一致。这是有希望的，这是因为一旦你理解一种机制，那么你就能够开发干预策略。”

        这些研究人员强调目前还不清楚增加的L1拷贝数是否具有功能性后果。未来的工作将研究小鼠在认知测试中的表现是否与L1基因的拷贝数相关。