第1章 表观遗传学简介

表观遗传学:孕妈妈的DNA

什么是表观遗传学?

严格来说,表观遗传学属于分子生物科学,它研究的是控制基因表达而不影响DNA本身序列的细胞调控系统。不过,更宽泛的说法是这个调控系统本身就是表观遗传学。

表观遗传学是由英国生物学家康拉德·韦丁顿(Conrad Weddington)提出的,他在1942年将其定义为生物学的一个分支,研究环境等外部因素是如何在几代人之间产生“可遗传的”变化,但实际上并没有改变他们的“基因”,也就是我们常说的DNA。

在20世纪90年代,英国流行疾病学家大卫·巴克(David Barker)提出:

“子宫内发生的事情会比出生后发生的事情更重要。”

所以,基因并非完全不可逆转。相反,生活的环境可以在不改变人们DNA情况下改变其基因表达。这种生物的奇异性可以一代两代乃至三代的遗传一下去。

表观遗传学研究的开始:第二次世界大战饥荒期间孕妇的孙子辈(荷兰:1944—1945)

第二次世界大战纳粹占领了荷兰,在1944年到1945年入冬期间,入侵地区遭遇了饥荒,荷兰孕妇日均消耗量只有700卡路里,远低于2400卡路里的正常消耗量。

结果,那一年出生的孩子出生体重普遍偏低,后也多患有肥胖和2型糖尿病[1]。然而,即便是多年以后这些妇女出生的孙辈,他们仍然受到影响却不知道是战争物资匮乏所造成的。这证实卵子和精子不仅携带基因,而且携带祖母和父母在怀孕时的表观遗传负荷[2]。

注释

[1]2型糖尿病:原叫“成人发病型糖尿病”,多在35~40岁之后发病,占糖尿病患者90%以上。

[2]遗传负荷:生物群体中由于有害等位基因的存在而使群体适应度下降的现象。

环境也会有影响

基因遗传并非一个闭合代码。“开关基因(on and off gene)”这个术语是指基因会明显受到个人日常生活、人生起伏阅历、成长环境以及消耗食物的影响,将这一表观遗传给第三代。

就是在生命伊始,表观遗传的改变很多都会对成人后的身体和行为产生影响:比如怀孕期间受过创伤、压力、暴力、饥饿的母亲和遭受虐待和精神创伤的儿童,他们可能会有异常的DNA序列,孩子长大后也会难以承压,受到自闭症、精神分裂症和癌症的困扰。

记一记

表观遗传学是一种细胞调控系统,可在不影响DNA本身的核碱基编码的情况下影响其基因的表达。

基因遗传密码并非一成不变。它受到日常生活、起伏阅历、所吃的食物和从小生活环境的影响,这些因素会从一代传到下一代甚至更远。