表觀遺傳學(xué)：生命變化之“序”

于文強(qiáng)

春夏秋冬，年復(fù)一年，世間一切的生命都在有序地變化著。從總角到耄耋，自誕生到消亡，人似乎也如同世間萬物般有序前行。那么，究竟是什么推動著生命有序變化？

人們往往把誕生之日作為生命起點(diǎn)，事實(shí)上這僅僅是社會對其賦予的意義，早在精子和卵子結(jié)合的那一刻，它便成為世間獨(dú)一無二的新生命，但這里的“新”，又“新”在哪里？究其根本，它一半來自父親，一半來自母親，這些“舊”的遺傳物質(zhì)共同構(gòu)成了這個“新”的生命。而即使是有著同樣遺傳物質(zhì)的兄弟姐妹之間，哪怕是同卵孿生雙胞胎之間，或多或少仍有所不同。這些不同正是來自受精卵發(fā)育過程中表觀遺傳的巨大變化，它通常包括各自獨(dú)立又相互關(guān)聯(lián)的三個方面：DNA甲基化、組蛋白修飾和非編碼RNA調(diào)控。這些變化隨著受精卵一天天成熟，不斷打磨這個嶄新的生命，這便是表觀遺傳為其賦予 “新”的意義。

當(dāng)新生命誕生，你可能會注意到這樣一個現(xiàn)象：他在某些方面像父親，而某些方面則更像母親，或是外表，或是性格。在19世紀(jì)60年代，遺傳學(xué)之父孟德爾給出了基因決定性狀的經(jīng)典遺傳學(xué)定律，一定程度上回答了這個問題。但是當(dāng)某種性狀在父母中有差異時，父母的基因又會如何繼承和博弈？研究發(fā)現(xiàn)，后代中有的只表達(dá)父源的基因，而有的只表達(dá)母源的基因，這種只表達(dá)父源或母源的基因被稱為印記基因，這種現(xiàn)象也被稱為基因組印記。

基因組印記是一個重要的表觀遺傳學(xué)概念，它并沒有改變DNA序列，但可通過特異性沉默不同親本來源基因改變后代表型，拓寬了基因決定性狀這一基本認(rèn)識。當(dāng)印記基因表達(dá)被抑制時，嬰兒可能會出現(xiàn)哺乳活動虛弱或缺失進(jìn)而影響發(fā)育，也可能會出現(xiàn)體溫調(diào)控失常，對嬰兒的生命造成威脅。父母的基因就如同天平的兩端，表觀遺傳像一只無形的手，平衡父母雙方基因，保護(hù)新生命茁壯成長。

不止幼年，在人的一生中，表觀遺傳時時刻刻都在影響著人們。一朝春盡紅顏老，少女們都渴望青春永駐，奈何歲月匆匆，毫不留情地在容顏上留下一條條皺紋。有研究發(fā)現(xiàn)，作為非編碼序列的microRNA似乎能夠留住時光。研究者發(fā)現(xiàn)microRNA的不同調(diào)控可以讓幼年線蟲的柔嫩皮膚變得又老又皺，而老年線蟲的皮膚又會變得又嫩又軟。更令人感到神奇的是，microRNA在表觀遺傳調(diào)控中扮演著雙重身份：在細(xì)胞質(zhì)時，它會抑制基因的表達(dá)；當(dāng)位于細(xì)胞核時，它又會激活基因的表達(dá)。如同一個硬幣的兩面，影響著人們的衰老乃至更多生命現(xiàn)象。這正是表觀遺傳帶給我們的“力量”：我們可以通過行動影響自己的基因表達(dá)進(jìn)而掌控自己的命運(yùn)，即使它早已被刻在DNA上。

步入老年，癌癥，終究是一個人人都不想面對卻又逃不開的話題。在我們體內(nèi)有兩類癌癥相關(guān)的基因：促癌基因和抑癌基因。在癌癥發(fā)生的時候，經(jīng)常看到，促癌基因高表達(dá)，或是抑癌基因低表達(dá)，究其根本還是兩者表達(dá)出現(xiàn)了失衡，而表觀遺傳則是影響這兩種基因表達(dá)的重要因素。如果表觀遺傳方面出了問題，促癌基因的表達(dá)很可能由此大大增加，最終導(dǎo)致癌癥的發(fā)生。

從始至終，表觀遺傳就如同空氣，不被察覺，卻又不可或缺，它影響著我們的人生軌跡，大到生老病死，小到言行舉止，隨處可見它的身影。本期專稿“人類表觀遺傳學(xué)是否值得仔細(xì)研究”，對表觀遺傳的奧秘做了進(jìn)一步挖掘。我們必須意識到，表觀遺傳相關(guān)研究其實(shí)遠(yuǎn)不夠深入，相關(guān)理論仍需要揚(yáng)棄，未來也需要全新的理論指導(dǎo)。我們相信，表觀遺傳對于生命的意義，隨著研究的深入，也變得越發(fā)深遠(yuǎn)。