Science：祖母的表觀遺傳“原罪”
日期：2014-07-11 13:24:13
如果一名孕婦營養不良，由于所謂的“表觀遺傳”效應，她的孩子罹患肥胖癥和2型糖尿病的風險要高于一般人。一項小鼠新研究證實，妊娠期的這種營養“記憶”還可通過雄性后代的精子傳遞給下一代，提高她們孫輩的疾病風險。換句話說，其印證了一句老的格言“你祖母的飲食都會影響你”。這項研究還對表觀遺傳效應如何代代相傳，以及它們將持續造成多久的影響提出了一些疑問。
我們會遺傳來自父母的一些特征，這一機制已得到很好地理解：我們分別從我們的父母那里繼承了自身一半的基因。然而，對于表觀遺傳效應，即父母的環境“記憶”代代相傳的機制卻知之甚少。當前最充分了解的是“甲基化作用”引起的表觀遺傳效應，通過將甲基分子附著到我們的DNA上，這一機制發揮作用開啟或關閉一些基因。
在發表于《科學》（Science）雜志上的一項研究中，一個國際研究小組證實環境誘導的甲基化作用只發生在我們基因組的某些區域，但出乎意料的是，這些甲基化模式并不會無限期地傳遞下去。
在劍橋大學和哈佛醫學院Joslin糖尿病中心的領導下，研究人員利用小鼠模擬了妊娠期營養不良對于后代的影響，并探討了這種影響代代相傳的機制。如預期的一樣，營養不良母親的雄性后代比平均瘦小，如果喂給正常飲食，它們會發展為糖尿病。令人驚訝的是，這些小鼠的后代仍然出生瘦小，在成年期會形成糖尿病，盡管它們的母親從未經受營養不良。
劍橋大學遺傳學系教授Anne Ferguson-Smith說：“當食物緊缺時，孩子有可能出生即被‘預編程’以應對營養不良。如果突然出現食物豐盛的情況，他們的身體無法應對，就可能形成糖尿病等代謝疾病。我們需要了解幾代人之間是如何發生適應性改變的，這或許可以幫助我們理解當今我們的社會創紀錄的肥胖和2型糖尿病水平。”
為了觀察這一效應如何傳遞，研究人員在后代糖尿病發病之前對它們的精子進行分析，檢測了甲基化模式。他們發現相對于對照精子，小鼠111區域的DNA較少甲基化。這些區域往往聚集在DNA的非編碼區域——這些DNA區域負責調控小鼠的一些基因。他們還證實在孫代中，靠近這些甲基化區域的一些基因不能正確發揮功能——后代遺傳了祖母的營養不良“記憶”。
出乎意料的是，當研究人員檢測孫代精子的DNA時，發現一些甲基化改變已經消失：祖母營養不良的記憶已從DNA中清除——至少不再通過甲基化傳遞。
哈佛醫學院Joslin 糖尿病中心的Mary-Elizabeth Patti 博士說：“這是一個巨大的驚喜：表觀遺傳學教條認為這些甲基化模式有可能會世代存留下去。從進化的角度來看，它是有意義的。我們的環境一直在改變，我們可以從忍受饑荒轉為享受盛宴，我們的身體需要能夠適應。表觀遺傳改變實際上有可能逐漸地減弱。這使得我們樂觀地認為，對于我們社會肥胖和糖尿病問題的所有表觀遺傳影響或許也是可以限制或是可逆的。”
研究人員現正檢測表觀遺傳效應是否不再對曾孫及他們的后代造成影響。這樣的話，如果“你祖母的飲食會影響你”這句話是對的，那么“你曾祖母的飲食也會影響你”就有可能未必是正確的了。
