于文强：生命变化之“序”——表观遗传学

于文强教授

复旦大学生物医学研究院

春夏秋冬，年复一年，世间一切的生命都在有序地变化着。从总角到耄耋，自诞生到消亡，人似乎也如同世间万物般有序前行。那么，究竟是什么推动着生命有序变化？

人们往往把诞生之日作为生命起点，事实上这仅仅是社会对其赋予的意义，早在精子和卵子结合的那一刻，它便成为世间独一无二的新生命，但这里的“新”，又“新”在哪里？

究其根本，它一半来自父亲，一半来自母亲，这些“旧”的遗传物质共同构成了这个“新”的生命。而即使是有着同样遗传物质的兄弟姐妹之间，哪怕是同卵孪生双胞胎之间，或多或少仍有所不同。这些不同正是来自受精卵发育过程中表观遗传的巨大变化，它通常包括各自独立又相互关联的三个方面：DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA调控。这些变化随着受精卵一天天成熟，不断打磨这个崭新的生命，这便是表观遗传为其赋予 “新”的意义。

当新生命诞生，你可能会注意到这样一个现象：他在某些方面像父亲，而某些方面则更像母亲，或是外表，或是性格。在19世纪60年代，遗传学之父孟德尔给出了基因决定性状的经典遗传学定律，一定程度上回答了这个问题。但是当某种性状在父母中有差异时，父母的基因又会如何继承和博弈？

研究发现，后代中有的只表达父源的基因，而有的只表达母源的基因，这种只表达父源或母源的基因被称为印记基因，这种现象也被称为基因组印记。

基因组印记是一个重要的表观遗传学概念，它并没有改变DNA序列，但可通过特异性沉默不同亲本来源基因改变后代表型，拓宽了基因决定性状这一基本认识。当印记基因表达被抑制时，婴儿可能会出现哺乳活动虚弱或缺失进而影响发育，也可能会出现体温调控失常，对婴儿的生命造成威胁。

父母的基因就如同天平的两端，表观遗传像一只无形的手，平衡父母双方基因，保护新生命茁壮成长。

不止幼年，在人的一生中，表观遗传时时刻刻都在影响着人们。一朝春尽红颜老，少女们都渴望青春永驻，奈何岁月匆匆，毫不留情地在容颜上留下一条条皱纹。

有研究发现，作为非编码序列的microRNA似乎能够留住时光。研究者发现microRNA的不同调控可以让幼年线虫的柔嫩皮肤变得又老又皱，而老年线虫的皮肤又会变得又嫩又软。

更令人感到神奇的是，microRNA在表观遗传调控中扮演着双重身份：在细胞质时，它会抑制基因的表达；当位于细胞核时，它又会激活基因的表达。如同一个硬币的两面，影响着人们的衰老乃至更多生命现象。

这正是表观遗传带给我们的“力量”：我们可以通过行动影响自己的基因表达进而掌控自己的命运，即使它早已被刻在DNA上。

步入老年，癌症，终究是一个人人都不想面对却又逃不开的话题。在我们体内有两类癌症相关的基因：促癌基因和抑癌基因。

在癌症发生的时候，经常看到，促癌基因高表达，或是抑癌基因低表达，究其根本还是两者表达出现了失衡，而表观遗传则是影响这两种基因表达的重要因素。如果表观遗传方面出了问题，促癌基因的表达很可能由此大大增加，最终导致癌症的发生。

从始至终，表观遗传就如同空气，不被察觉，却又不可或缺，它影响着我们的人生轨迹，大到生老病死，小到言行举止，随处可见它的身影。今日推送的“人类表观遗传学是否值得仔细研究”一文，对表观遗传的奥秘做了进一步挖掘。

我们必须意识到，表观遗传相关研究其实远不够深入，相关理论仍需要扬弃，未来也需要全新的理论指导。我们相信，表观遗传对于生命的意义，随着研究的深入，也变得越发深远。

点击图片，可直接订购