表观遗传：一切皆有可能！

昵称32772025 2017-05-02

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【雯静】所谓的真实世界就是个系统，每个生物都有自己的一段程序代码：

生物学家认为，应该把每个人的代码的序列研究明白了，才知道它该干啥；
哲学家认为，应该把这些代码的功能研究明白了，才知道它能干啥；
神学家认为，应该把谁设计了这套系统研究明白了，才知道它想干啥；

老狼认为，破译了这套系统编写者的源代码，想干啥就能干啥！

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DNA，并不决定你的一切！

DNA是遗传的本质！这一观点几乎成为遗传真理。众所周知，DNA携带遗传信息并世代相传以保持物种的稳定，而DNA序列的变化则是新性状乃至新物种的产生物质基础，这就是经典的达尔文进化理论。按照这一理论，后天获得的性状不能遗传给下一代，在很长一段时间里，拉马克主义所倡导的“获得性遗传”被作为反例来批判。

表观遗传学的兴起在一定程度上改变了这一现象，人们惊讶地发现：新性状的出现并不一定是DNA序列改变的结果，环境可能会催生生物性状的改变，而这一改变也能遗传给下一代。21世纪以来，随着生物学、医学的研究进展，大量表观遗传修饰的案例证明：生物可以从后天环境中“获得”性状，并且这种性状可以“遗传”给后代。这种现象是如何产生的？

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寻找疾病和发育过程中的表观遗传标志物

21世纪以来，随着生物学、医学的研究进展，大量表观遗传修饰的案例证明：生物可以从后天环境中“获得”性状，并且这种性状可以“遗传”给后代。表观遗传是否存在“标志物”？它对于我们研究疾病和发育过程具有怎样的意义?

骨灰级表观遗传学家C. David Allis

谈到能量代谢就不得不提David M. Sabatini，这就好比表观遗传学领域言必称C. David Allis。C. David Allis是一位世界著名的遗传学家。自2003年以来，C. David Allis在洛克菲勒大学表观遗传学和染色质生物学任职，并担任实验室主任。他的研究涉及染色质、脱氧核糖核酸和蛋白质的复合体。2007年， Allis获盖尔德纳国际奖；2014年，他获得了日本国际生命科学奖。

（来源：生物医学大讲堂 2016-09-19）

表观遗传学：一切皆有可能

近年来，表观遗传学概念越来越升温，引起科学家们的研究热潮。表观遗传学研究是生命科学中一个普遍而又极其重要的新研究领域，它不仅对基因的表达、调控、遗传有重要作用，而且在发育、肿瘤、炎症、衰老及再生医学、免疫、血管新生、变性性疾病的发生与防治中起着极其重要的作用。

”

那么，我们这就认识一下“表观遗传学”是何方神圣。

什么是表观遗传学

表观遗传学（Epigenetics）又称为表征遗传学，在生物学和特定的遗传学领域，其研究的是在不改变DNA序列的前提下，通过某些机制引起可遗传的基因表达或细胞表现型的变化。通俗的说就是，在细胞内除去遗传信息外，其他的一些遗传物质发生了变异，并且遗传给了后代细胞。

表观遗传现象包括DNA、RNA干扰、组蛋白修饰等。与经典遗传学以研究基因序列影响生物学功能为核心相比，表观遗传学主要研究这些“表观遗传现象”建立和维持的机制。其研究内容主要包括两类，一类为基因选择性转录表达的调控，有DNA甲基化、基因印记、组蛋白共价修饰和染色质重塑；另一类为基因转录后的调控，包括基因组中非编码RNA、微小RNA、反义RNA、内含子及核糖开关等。其中最开始被发现的调控机制就是DNA甲基化作用。它的作用就像是一个帽子，脱掉它，基因表达；带上它，基因关闭。

然而这种由表观基因组所调控的基因表达又受多种环境因素的影响。也就是说，我们日常所吃的食物、饮用的水、呼吸的空气、所处的环境当中所带来的精神因素的影响均可对基因表达的激活或关闭产生影响。因此表观遗传学特别强调生活的环境对人体表观遗传因素的影响。

那么，表观遗传学与我们的健康有什么关系呢？

表观遗传与发育异常

很多致畸剂通过表观遗传机制对胎儿发挥特定作用。除了形成受精卵的卵子和精子的基因发生表征遗传变化会传递给下一代外，正在发育的胎儿在宫内也会因为母亲暴露于某些因素而发生表征遗传变化。很多流行病学调查显示，胎儿在宫内的生长发育状况与某些成人疾病的发生存在一定的关系。如Barker著名的“成人疾病胎儿起源”假说。该假说认为，胎儿在孕中晚期营养不良，会引起生长发育失调，且成年后易患冠心病。与出生低体重相关的疾病还包括动脉粥样硬化、冠心病、2型糖尿病等。

表观遗传与肥胖

有研究表明，如果父母是高脂食物的爱好者，那么生出来的小孩更有可能患糖尿病和肥胖。实验人员将小鼠父母分为高脂组、中脂组和低脂组，在高脂组出现肥胖和葡萄糖耐受能力下降后，提取精子与卵子，体外受精成功后把受精卵转移进健康的代孕母鼠体内，在三组的小鼠宝宝出生后，再喂食高脂食物时，高脂组的鼠宝宝相对于其他两组的体重增长和葡萄糖耐受紊乱症状都明显严重。这算是表观遗传的一项直接证据，解释了环境的改变多少能够改变我们的遗传信息。

表观遗传与糖尿病

2014年的一项研究表明，患2型糖尿病的风险不仅是遗传学问题，而且涉及到表观遗传学。研究人员对健康人群和2型糖尿病患者的胰岛素生产细胞，进行了全基因组DNA甲基化图谱分析。分析结果表明，在2型糖尿病患者中，大约800个基因中具有表观遗传学变化。超过100个基因的表达也发生了改变，这些基因中一大部分可导致胰岛素的分泌减少。这项研究结果除了能帮助我们理解2型糖尿病的发病机制之外，也为将来治疗药物的开发提供了新的思路。

表观遗传与癌症

表观遗传学在研究癌症的发生机制、环境影响及治疗方法等方面提供重要的线索，也是科学家们研究表观遗传学临床应用方面的重要领域之一。最近的研究已显示，表征遗传药物可辅助当前公认的治疗方法，如放射治疗和化学治疗等，提高当前疗法的效果。