朱冰：環境也可以改變基因

博士，北京生命科學研究所高級研究員。2002年至2006年在美國霍華德—休斯醫學院進行博士后研究。主要研究領域為表觀遺傳學的生物化學機理

空氣中的污染物如何改變一個人的DNA的表達，從而導致像肺氣腫或肺癌之類的疾病。長頸鹿的脖子長的真正原因是其DNA決定的，還是由于長頸鹿為了吃到樹木頂端更加豐富的樹葉進化而來？在科學界有一個新的研究領域叫表現遺傳學。它的主要研究任務是通過對生活習慣、飲食習慣等因素的研究，尋找在沒有改變DNA序列的前提下，環境如何影響我們的基因的答案。簡單來說，環境也可以改變基因。

表觀遺傳信息與基因序列本身一樣重要，因為它控制著基因是否被開啟或關閉，從而決定它們是否制造蛋白質。如今，表現遺傳學的研究開啟了后基因時代，正日益成為生命科學研究的最前沿，那么對普通大眾來說，隨著研究的深入，表現遺傳學將使攻克癌癥這一醫學難題成為可能。如今，眾多生物學問題仍然沒有答案，一系列疑問依舊困擾著生物學家：為什么同卵雙生的雙胞胎具有相同的DNA序列，但卻存在表型的差異，以及疾病易感性的差異？為什么克隆動物表現出生長發育的異常甚至易于死亡？這其中的秘密就是表觀遺傳學要研究的內容。

最近，北京生命科學研究所朱冰研究組傳來科研喜訊。北京生命科學研究所高級研究員朱冰領銜完成的研究論文也在這一領域有了突破性的進展，并已經發表在了國際權威期刊《科學》雜志上。他們的研究揭示出染色質的緊密程度能調節一種蛋白質的催化活性，從而影響基因轉錄，這一研究成果有助于解析基因轉錄調控以及基因沉默的重要機制。

朱冰說：“近幾十年來，隨著越來越多的表觀遺傳學標簽被發現，研究人員開始好奇這些表觀遺傳學標簽之間是否存在著某種聯系，中國科學家也在試圖攻克這一長期困擾國際科學界的難題。一般認為疾病的發生如腫瘤、心血管病等都是外在因素（危險因子）與遺傳因素（基因）相互作用引起DNA序列變異所產生的。其實不然，絕大多數疾病，基因序列并沒有改變，只是基因的修飾加工和表達的異常所引起的，這就是表觀遺傳學。”

朱冰解釋道：“染色質的緊密程度是基因轉錄活性狀態的反映。活躍表達的基因松散，不表達的基因緊密。此次研究指出了組蛋白甲基化酶PRC2在不同緊密程度染色質上的不同活性，表明PRC2能夠感知基因的轉錄狀態，并對此做出反應，從而正確建立H3K27甲基化的模式，對研究X染色體失活和癌癥發生中均有著重要作用。

目前就表觀遺傳學研究領域亟待解決的問題，朱冰說，近二十年，表觀遺傳學領域的主要突破是鑒定了一系列的修飾酶，今后的研究重點應該是這些酶的生物學意義以及這些酶的表達及催化活性調控機制。修飾酶的催化活性調控機制尤為重要，因為一來相關研究較少，且難度較大；二來眾多表觀修飾酶已經成為藥物設計的靶標，只有對其催化活性的調節有足夠的理解才能更好地實現對其活性的干預。