如何理解與看待表觀遺傳學 (Epigenetics) ？
【LucifX的回答(7票)】:
表觀遺傳學的概念基於遺傳學而來，不是單純的體外在環境導致的甲基化和乙醯基化改變，也不是簡單轉錄因子和miRNA等等基因調控，它的指的是由非DNA變異而改變表型的『可遺傳的』現象。現在眾多所謂的表觀遺傳學研究實際上都沒有跳出經典遺傳學的定義。
經典數量遺傳學早已經把表型變異歸因到遺傳和環境單獨效應和互作：
V= G + E + GxE
V: phenotypic variance, 表型變數，G: Genetic variance, 遺傳變數，E: environmental variance，環境變數
這裡的GxE，即遺傳與環境互作，就是眾多體外環境影響甲基化水平等等等等等的研究，早就是經典遺傳學的一部分，並非表觀遺傳學。
把環境因素拋開，遺傳變數又可以再次歸因到幾個部分：
G = A + D + epistasis
A: additive genetic variance, 加性遺傳效應，D: Dominance, "顯性遺傳效應"？忘記了怎麼翻譯，"epistasis: gene-gene interaction，上位效應，或者基因互作
這裡的epistasis， 基因互作， 就包含了所謂的轉錄因子和miRNA，lincRNA，非編碼RNA調控等等等等基因間的基因調控，也並非表觀遺傳學。
不過這些跳出孟德爾遺傳模式的非表觀遺傳現象，例如D+epistasis再加上伴性遺傳，又可以稱作非孟德爾遺傳。
真正意義上的表觀遺傳學要跳出這些經典遺傳學的框架才算是有大的突破。
從整個生物群體上來講，表觀遺傳對個體的影響比起遺傳來講，並非主要的，但是仍然可以對某些生物的某個性狀產生超過遺傳因素的影響。其中對可傳代的表觀遺傳（Transgenerational epigenetic inheritance）模式研究還有不少突破，review可以看這篇：
Transgenerational epigenetic inheritance: prevalence, mechanisms, and implications for the study of heredity and evolution.
經典的小鼠傳代表觀遺傳實驗：子代遺傳父親恐懼記憶，Nature Neuroscience:
Fearful memories haunt mouse descendants : Nature News & Comment
因為本人是做大型動物的，大型動物類別中的經典表觀遺傳學例子：美臀羊, 超極顯性, polar overdominance. Polar Overdominance at the Ovine callipyge Locus
帶有此變異的羊會形成一個豐滿的屁股，而此變異只會在從父本遺傳過來的變異雜合子中才會體現這個表型，並且在子代出生一年之後表型才會開始表達，而且只表達在屁股肌群上，身體前半部分肌群，包括肩部胸部，沒有任何變化。形成機理通過在DLK1-DIO3 locus 區間父源和母源不同的印跡基因和非編碼RNA以及基因間的共同作用，外加與環境互作。這個例子的研究論文非常多，最近的進展可以看這裡：New insights into polar overdominance in callipyge sheep.
總體來說，如果想在表觀遺傳學領域有大的發現，找准性狀來研究十分重要，或者說，運氣很重要。。。。因為大多數正常或者疾病性狀都是經典的遺傳和環境互作而來的，真正意義上的純表觀遺傳或者說主要由表觀遺傳主導的性狀，還是很少。
【知乎用戶的回答(5票)】:
首先謝邀。
其次disclosure：我專業方向是CVD Epidemiology，雖然有做Epigenetics的意向，但並沒有真的做過Epigenetics。只是在學校上過入門的課而已。
Epigenetics前段時間比較火就是了，好像最近又被-omic類的方向搶了風頭。
Epigenetic這個東西剛開始主要涉及DNA 甲基化，Histone Acetylation，到最近好像還提出了mRNA甲基化等等，我接觸的主要是環境暴露（空氣等污染物）對DNA甲基化的影響。其中又有prenatal的和adulthood的暴露。其理論基礎就是Epigentic影響基因表達進而引起發病或者加重/減輕risk。
首先就我個人而言，我對這方面的研究是存在懷疑的。我並不懷疑環境暴露會引發epigenetics change，畢竟有動物實驗在那裡擺著。我懷疑的是真正的clinical implication和effect size。因為就流行病學領域來看，model中需要考慮多種變數的調整。尤其是epigenetics這種東西受環境，飲食等的影響，流行病學研究很難建立一個時間順序併除掉無關因素。這種情況下做出來的結果往往令我很難信服。另外epigenetics影響基因表達，但下一步是基因表達對代謝產生影響，再下一步是代謝在身體應激後的影響。這一步步下來之後，epigenetics對疾病的真正影響有多大，是否大過傳統的危險因素，我還是存疑的。
其次，epigenetics的方法也確實是不斷地在進步，比如測甲基化的技術從以前的27K到現在的450K，但我覺得這種epigenome-wide的研究還是受制於實驗室的技術水平，樣本的質量，以及檢測儀器的質量等等；得出來的結果再進一步通過Pyrosequencing等方法驗證。但就跟當初的Genetic研究一樣，單一報告在現在很難發表，一般必須通過多個人群中的驗證，以防止假陽性或者說過高的effect estimate。我個人看到的很多文獻里，Pyrosequencing之後map的那些gene其實很多是以前就知道了的。這雖然驗證了epigenetics影響這些基因的表達，但還有剩下的沒有map的基因呢啊，它們到低怎麼影響人體，目前還不全知道。也就是說雖然我們能測很多了，but so what？當初的GWAS到後來的NGS不也是如此嗎？所以就算拿到了數據，到底有什麼用，還有待研究。這在一方面倒說明這個領域還有很多需要做的。
最後，回歸到我的本專業上，我更關心effect size。就像我現在做的是空氣污染對心血管和代謝的影響一樣。就算是統計學顯著的結果，又怎樣？這個implication/interpretation在epigenetics領域是個大問題。做出來的epigenetics程度到底能說明什麼問題，還有待未來的流行病學研究驗證。
僅表達個人觀點，歡迎評論/指正。
另外不知道一些英文單詞的中文對應翻譯，寫得中英混雜，十分抱歉。
【言棟的回答(4票)】:
表觀遺傳學研究的核心是試圖解答：中心法則中從基因組向轉錄組傳遞遺傳信息的調控方法。
現代遺傳學的基礎是認為基因的可控性表達實現了細胞的分化與增殖，進而成就了生物體的生長與發育。而眾所周知，基因組基因全部書寫在的23組染色體上，且一個生物個體體內所有細胞的基因組基因幾乎完全相同，那麼問題來了：相同的基因組如何造就不同的細胞類型？
在分子生物學水平上，基因的表達受到一類稱為轉錄因子（transcription factor）的蛋白的調控。每一種類型的轉錄因子在每一種細胞中都有它特異的一群調控對象基因；轉錄因子與基因組DNA的結合會激活/抑制這一群基因的轉錄表達。而影響這結合與否的一類化學現象，就是甲基化（methylation）和乙醯化(acetylation)。
甲基化和乙醯化會發生在幾個不同的區域：（1）轉錄因子自己身上；（2）協助包裹染色體（染色質）的組蛋白上；（3）基因序列中用於讓轉錄因子結合的區域，稱為啟動子（promoter）。這些地點發生的甲基化或乙醯化修飾，會很大程度地影響每種基因的表達。而正是這些修飾地點的特異性，決定了不同細胞類型存在著相對不同的轉錄組，進而表現出相對不同的細胞功能。
當然，既然是化學修飾，那麼修飾的過程自然也會受到外界因素的影響。一些因素會激活/抑制細胞內特定的信號通路，從而可逆/不可逆地改變某些基因的甲基化和乙醯化修飾水平。其中一些變化如果寫入到生殖細胞中，就有可能遺傳給下一代。這些「外界因素」不但跟吃喝拉撒有關係，精神創傷、心理壓力等也會存在影響。當然這些研究還處於比較曖昧的狀態。
以上是一點表觀遺傳學的基本科普。好多年不看教科書了，有錯的地方歡迎指正。
【張優的回答(1票)】:
Epigenetics廣義的來說是指genome不發生變化，但phenome卻發生了改變，而這種改變是可遺傳的。一般這種改變，來源於外界環境因素的影響，在methylation，RNAi，Histone Acetylation的機制下對於基因表達進行調整。例如營養因素導致蜂后和工蜂的差異。個人覺得在目前全球氣候變化的情況下，epigenetics的研究對於植物還是有重要意義的。例如在大氣CO2濃度增加，植物的 CO2 acclimation。
【玉蜀黍的回答(1票)】:
來補充一下，推薦一本書和一門課
書呢就是這個，這是目前國內有的，當時我讀的那本書是導師借給我的，看了一下沒有出版，但是大致內容應該都是介紹了表觀遺傳的相關基礎知識和方法以及應用。
coursera上的視頻是這個coursera上的視頻是這個
謝邀。
關於表觀遺傳的基礎知識上面有說，那麼就研究方向說一下吧（就動物研究及醫學方面）。目前國內的研究方向還是主要集中在DNA甲基化、組蛋白修飾和長鏈非編碼RNA方面，但是確切的臨床應用應該是還沒有，就上次腫瘤表觀遺傳會議來看，能夠說明表觀遺傳可以應用於腫瘤及癌症，但是沒有確切的表明。
再者每一項臨床應用方法都要經過幾十年甚至更長時間的實驗，這樣看來表觀遺傳學依舊是一個新的學科。
我們實驗是在長鏈非編碼RNA方面，如果題主想了解，再來補充吧。
【口可的回答(0票)】:
比較贊同 @Wayne Li
的觀點，個人的觀點是表觀遺傳最好的研究方向是胚胎髮育過程中甲基化的調控
【D-FZhang的回答(0票)】:
表觀遺傳學，就其命名可以看出是基於傳統遺傳學的。
傳統遺傳學強調DNA到RNA到蛋白，RNA水平有轉錄調控，蛋白水平有翻譯調控，而DNA水平則有變異位點及表觀遺傳學。
雖然一般認為表觀遺傳學是隨著時空、環境的不同而呈現動態變化，這也正是表觀遺傳學難以如同遺傳學一般能夠獲得大規模的、可重複的、普遍的研究的原因。
個人認為所有的調控機制應該是都是可以被「調控」的，即，什麼環境、什麼發育階段、什麼疾病特徵，對應什麼甲基化狀態，是可以一一去profile的，而且這些信息也應該是被基因組所編碼、所決定，就如同凋亡是「程序性死亡」，表觀遺傳修飾也可以是「程序性修飾」。
【知乎用戶的回答(0票)】:
應袁霖的邀請，在此說說「 Epigenetics」這個概念吧。
Epigenetics (as in "epigenetic landscape") was coined by Conrad H. Waddington in 1942. He holds that epigenesis + genetics = epigenetics[1]. C. H. Waddington (1905-1975), was a British developmental biologist, paleontologist, geneticist, embryologist and philosopher who laid the foundations for systems biology. He had wide interests that included poetry and painting, as well as left-wing political leanings[2]. 在Epigenetics之父Wadington那裡，Epigenetics有三重含義。
Epigenesis是古希臘哲學家亞里斯多德（公元前384-322年）表達的一種發育的觀點，相對於preformation（先成論），這一理論認為機體的發育不是現成雛形的簡單放大，而是在發育過程中逐漸形成的，後人Epigenesis其中文譯成為後成論[2]。Waddington用這一新創的術語來說明，為什麼有時遺傳變異並不導致表型改變，以及基因如何與環境相互作用產生表型[3][4]。
現在Epigenetics的譯名有「表遺傳學」「擬遺傳學」、「後遺傳學」、「外遺傳學」「表徵遺傳學」、「表觀遺傳學」等。在生物學和特定的遺傳學領域，其研究的是在不改變DNA序列的前提下，通過某些機制引起可遺傳的基因表達或細胞表現型的變化。其研究內容主要包括兩類，一類為基因選擇性轉錄表達的調控，有DNA甲基化、基因印記、組蛋白共價修飾和染色質重塑；另一類為基因轉錄後的調控，包括基因組中非編碼RNA、微小RNA、反義RNA、內含子及核糖開關等。[5]
Epigenetics前綴epi-大家都知道，是「附於……之上」「在……之外」，類似於「para」等詞綴，因此Epigenetics字面意義：次於遺傳學，附麗於遺傳學。把epi-翻譯成表觀並不精確，因為 Epigenetics的各個研究分支並不淺顯，同樣存在各種生化的、遺傳的調控，但是不像遺傳學那樣有中心法則、有基因型-表型近似線性對應等規律。Epigenetics並不違反中心法則，實質是經典遺傳學的完善和補充。對於「Epigenetics」，有沒有更好的譯法，表徵遺傳學已經約定俗成，有一定認同度，不妨將錯就錯吧。
[1] Waddington C. H. 1942. Canalization of development and the inheritance of acquired characters. Nature 150:563–565.
[2] wiki詞條 C. H. Waddington
[3] Rodríguez-Paredes M, Esteller M. Cancer epigenetics reaches mainstream oncology. Nat Med. 2011; 17(3): 330-339.
[4] 薛開先. Epigenetics譯成「表觀遺傳學」 確切嗎. 國際遺傳學雜誌,2008; 31(4): 322-325
[5] wiki詞條 表徵遺傳學
【XiYang的回答(0票)】:
其實就是有一定持久效應的表達調控，持久到能夠影響下一代細胞。
原文地址:知乎
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