基因密码的另一种形式---表观遗传

发现表观遗传

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生命“涂抹”的色彩也可传代

“生命之书”拥有众多编码各种蛋白质的基因，生物体必须精准地控制这些基因，以便在需要时制造出特定的蛋白质。为此，生命在基因到蛋白质合成的过程中增加了一个中间步骤，称为“转录”——把基因的碱基序列之信息转录到一条称为“信使RNA”（mRNA）的碱基序列之上，然后用mRNA作为模板指导蛋白质合成。也就是说，生命通过转录方式选择性地“阅读”基因。

近年来的研究发现，DNA上的许多碱基序列通常被化学基团修饰，其中最常见的是甲基化修饰。而DNA甲基化修饰的主要功能正是促进或抑制某个基因的转录活动。由于DNA碱基序列上的化学修饰通常受到机体内外环境的调节，这就成了生命响应环境变化来控制基因转录的重要手段。

最重要的是，这些控制基因转录活动的化学修饰往往可以通过细胞分裂的过程，传递给子代细胞。显然，在这一过程中，DNA碱基序列本身并没有发生改变。人们把这种在DNA碱基序列上的化学修饰信息传递现象称为表观遗传，并由此产生了一门新学科：表观遗传学。

如果把DNA碱基序列的各种化学修饰比喻为不同的颜色，那么“生命之书”就不再是最初人们认识到的单色印刷本，而是一本五颜六色的彩色图书——不仅用碱基序列写出的“文字”可以被复印和传递，用化学基团涂抹在这本“书”里的各种“颜色”也可以被复印和传递。

经典遗传学观点认为，生命只采用多核苷酸链上的碱基序列保存和传递所有可以遗传的信息，且只有DNA碱基序列上发生的改变才能够遗传给下一代。而环境等外部因素导致的个体性状之改变，不论好坏，都不会遗传给后代。

比如，个体因膳食不平衡导致的肥胖是不会遗传给后代的。也就是说，个体在身体内建了一道无形的“墙”，机体在环境作用下后天所获得的性状信息，无法隔“墙”传递到其生殖细胞的DNA序列上，因此后代是不会受到亲代生存环境之影响。而表观遗传现象的发现不仅打破了碱基序列是生命遗传活动唯一载体的教条，而且一系列研究证明，表观遗传信息在某些情况下可以从亲代遗传给子代。

由此可见，表观遗传活动把生命的开放性提升到了一个新的高度，使得从外部环境获得的信息通过表观遗传修饰与机体内的DNA碱基序列上的信息进行整合，不仅能够影响个体当下的生理和病理活动，还能够传递给下一代。

（吴家睿，中国科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员）

来源：基因谷

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