表觀遺傳：一切皆有可能！

【雯靜】所謂的真實世界就是個系統，每個生物都有自己的一段程序代碼：

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DNA，並不決定你的一切！

DNA是遺傳的本質！這一觀點幾乎成為遺傳真理。眾所周知，DNA攜帶遺傳信息並世代相傳以保持物種的穩定，而DNA序列的變化則是新性狀乃至新物種的產生物質基礎，這就是經典的達爾文進化理論。按照這一理論，後天獲得的性狀不能遺傳給下一代，在很長一段時間裡，拉馬克主義所倡導的「獲得性遺傳」被作為反例來批判。

表觀遺傳學的興起在一定程度上改變了這一現象，人們驚訝地發現：新性狀的出現並不一定是DNA序列改變的結果，環境可能會催生生物性狀的改變，而這一改變也能遺傳給下一代。21世紀以來，隨著生物學、醫學的研究進展，大量表觀遺傳修飾的案例證明：生物可以從後天環境中「獲得」性狀，並且這種性狀可以「遺傳」給後代。這種現象是如何產生的？

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尋找疾病和發育過程中的表觀遺傳標誌物

21世紀以來，隨著生物學、醫學的研究進展，大量表觀遺傳修飾的案例證明：生物可以從後天環境中「獲得」性狀，並且這種性狀可以「遺傳」給後代。表觀遺傳是否存在「標誌物」？它對於我們研究疾病和發育過程具有怎樣的意義?

骨灰級表觀遺傳學家C. David Allis

談到能量代謝就不得不提David M. Sabatini，這就好比表觀遺傳學領域言必稱C. David Allis。C. David Allis是一位世界著名的遺傳學家。自2003年以來，C. David Allis在洛克菲勒大學表觀遺傳學和染色質生物學任職，並擔任實驗室主任。他的研究涉及染色質、脫氧核糖核酸和蛋白質的複合體。2007年，Allis獲蓋爾德納國際獎；2014年，他獲得了日本國際生命科學獎。

（來源：生物醫學大講堂 2016-09-19）

表觀遺傳學：一切皆有可能近年來，表觀遺傳學概念越來越升溫，引起科學家們的研究熱潮。表觀遺傳學研究是生命科學中一個普遍而又極其重要的新研究領域，它不僅對基因的表達、調控、遺傳有重要作用，而且在發育、腫瘤、炎症、衰老及再生醫學、免疫、血管新生、變性性疾病的發生與防治中起著極其重要的作用。」

那麼，我們這就認識一下「表觀遺傳學」是何方神聖。什麼是表觀遺傳學

表觀遺傳學（Epigenetics）又稱為表徵遺傳學，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。通俗的說就是，在細胞內除去遺傳信息外，其他的一些遺傳物質發生了變異，並且遺傳給了後代細胞。

表觀遺傳現象包括DNA、RNA干擾、組蛋白修飾等。與經典遺傳學以研究基因序列影響生物學功能為核心相比，表觀遺傳學主要研究這些「表觀遺傳現象」建立和維持的機制。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。其中最開始被發現的調控機制就是DNA甲基化作用。它的作用就像是一個帽子，脫掉它，基因表達；帶上它，基因關閉。

然而這種由表觀基因組所調控的基因表達又受多種環境因素的影響。也就是說，我們日常所吃的食物、飲用的水、呼吸的空氣、所處的環境當中所帶來的精神因素的影響均可對基因表達的激活或關閉產生影響。因此表觀遺傳學特彆強調生活的環境對人體表觀遺傳因素的影響。

那麼，表觀遺傳學與我們的健康有什麼關係呢？

很多致畸劑通過表觀遺傳機制對胎兒發揮特定作用。除了形成受精卵的卵子和精子的基因發生表徵遺傳變化會傳遞給下一代外， 正在發育的胎兒在宮內也會因為母親暴露於某些因素而發生表徵遺傳變化。很多流行病學調查顯示，胎兒在宮內的生長發育狀況與某些成人疾病的發生存在一定的關係。如Barker著名的「成人疾病胎兒起源」假說。該假說認為，胎兒在孕中晚期營養不良，會引起生長發育失調，且成年後易患冠心病。與出生低體重相關的疾病還包括動脈粥樣硬化、冠心病、2型糖尿病等。

有研究表明，如果父母是高脂食物的愛好者，那麼生出來的小孩更有可能患糖尿病和肥胖。實驗人員將小鼠父母分為高脂組、中脂組和低脂組，在高脂組出現肥胖和葡萄糖耐受能力下降後，提取精子與卵子，體外受精成功後把受精卵轉移進健康的代孕母鼠體內，在三組的小鼠寶寶出生後，再餵食高脂食物時，高脂組的鼠寶寶相對於其他兩組的體重增長和葡萄糖耐受紊亂癥狀都明顯嚴重。這算是表觀遺傳的一項直接證據，解釋了環境的改變多少能夠改變我們的遺傳信息。

表觀遺傳與糖尿病

2014年的一項研究表明，患2型糖尿病的風險不僅是遺傳學問題，而且涉及到表觀遺傳學。研究人員對健康人群和2型糖尿病患者的胰島素生產細胞，進行了全基因組DNA甲基化圖譜分析。分析結果表明，在2型糖尿病患者中，大約800個基因中具有表觀遺傳學變化。超過100個基因的表達也發生了改變，這些基因中一大部分可導致胰島素的分泌減少。這項研究結果除了能幫助我們理解2型糖尿病的發病機制之外，也為將來治療藥物的開發提供了新的思路。

表觀遺傳與癌症

表觀遺傳學在研究癌症的發生機制、環境影響及治療方法等方面提供重要的線索，也是科學家們研究表觀遺傳學臨床應用方面的重要領域之一。最近的研究已顯示，表徵遺傳藥物可輔助當前公認的治療方法，如放射治療和化學治療等，提高當前療法的效果。

表觀遺傳學前景

表觀遺傳學與幹細胞的分化與組織再生、衰老、DNA的損傷與修復、腫瘤發生的關係，註定它可觀的研究及應用前景。總之，對於表觀遺傳的認識和研究已經使人類在基因的道路上邁上了新的台階，表觀遺傳作為新的有力的武器，將對一些重大和難以攻克的醫學、遺傳學難題做出解答。

（來源：百邁客 2016-05-26）