朱冰：環(huán)境也可以改變基因

博士，北京生命科學(xué)研究所高級研究員。2002年至2006年在美國霍華德—休斯醫(yī)學(xué)院進(jìn)行博士后研究。主要研究領(lǐng)域?yàn)楸碛^遺傳學(xué)的生物化學(xué)機(jī)理

空氣中的污染物如何改變一個人的DNA的表達(dá)，從而導(dǎo)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(jìn)化而來？在科學(xué)界有一個新的研究領(lǐng)域叫表現(xiàn)遺傳學(xué)。它的主要研究任務(wù)是通過對生活習(xí)慣、飲食習(xí)慣等因素的研究，尋找在沒有改變DNA序列的前提下，環(huán)境如何影響我們的基因的答案。簡單來說，環(huán)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?yàn)樗刂浦蚴欠癖婚_啟或關(guān)閉，從而決定它們是否制造蛋白質(zhì)。如今，表現(xiàn)遺傳學(xué)的研究開啟了后基因時代，正日益成為生命科學(xué)研究的最前沿，那么對普通大眾來說，隨著研究的深入，表現(xiàn)遺傳學(xué)將使攻克癌癥這一醫(yī)學(xué)難題成為可能。如今，眾多生物學(xué)問題仍然沒有答案，一系列疑問依舊困擾著生物學(xué)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(xiàn)出生長發(fā)育的異常甚至易于死亡？這其中的秘密就是表觀遺傳學(xué)要研究的內(nèi)容。

最近，北京生命科學(xué)研究所朱冰研究組傳來科研喜訊。北京生命科學(xué)研究所高級研究員朱冰領(lǐng)銜完成的研究論文也在這一領(lǐng)域有了突破性的進(jìn)展，并已經(jīng)發(fā)表在了國際權(quán)威期刊《科學(xué)》雜志上。他們的研究揭示出染色質(zhì)的緊密程度能調(diào)節(jié)一種蛋白質(zhì)的催化活性，從而影響基因轉(zhuǎn)錄，這一研究成果有助于解析基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控以及基因沉默的重要機(jī)制。

朱冰說：“近幾十年來，隨著越來越多的表觀遺傳學(xué)標(biāo)簽被發(fā)現(xiàn)，研究人員開始好奇這些表觀遺傳學(xué)標(biāo)簽之間是否存在著某種聯(lián)系，中國科學(xué)家也在試圖攻克這一長期困擾國際科學(xué)界的難題。一般認(rèn)為疾病的發(fā)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(chǎn)生的。其實(shí)不然，絕大多數(shù)疾病，基因序列并沒有改變，只是基因的修飾加工和表達(dá)的異常所引起的，這就是表觀遺傳學(xué)?！?/p>

朱冰解釋道：“染色質(zhì)的緊密程度是基因轉(zhuǎn)錄活性狀態(tài)的反映?；钴S表達(dá)的基因松散，不表達(dá)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(zhì)上的不同活性，表明PRC2能夠感知基因的轉(zhuǎn)錄狀態(tài)，并對此做出反應(yīng)，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(fā)生中均有著重要作用。

目前就表觀遺傳學(xué)研究領(lǐng)域亟待解決的問題，朱冰說，近二十年，表觀遺傳學(xué)領(lǐng)域的主要突破是鑒定了一系列的修飾酶，今后的研究重點(diǎn)應(yīng)該是這些酶的生物學(xué)意義以及這些酶的表達(dá)及催化活性調(diào)控機(jī)制。修飾酶的催化活性調(diào)控機(jī)制尤為重要，因?yàn)橐粊硐嚓P(guān)研究較少，且難度較大；二來眾多表觀修飾酶已經(jīng)成為藥物設(shè)計(jì)的靶標(biāo)，只有對其催化活性的調(diào)節(jié)有足夠的理解才能更好地實(shí)現(xiàn)對其活性的干預(yù)。