Science：祖孙三代的“表观遗传效应”

　　如果一个在孕期的准妈妈营养不良，那么她的小孩将会有极大的可能患肥胖症和2型糖尿病，这是由于所谓的“表观遗传”效应。一项新的研究显示，这种对于孕期营养不良的“记忆”是会通过其男性后代的精子再传给下一代，从而进一步增加她孙子的患病风险——换句话说，就是“祖母怀孕时的饮食就决定了你的健康（you are what your grandmother ate）”。

　　我们究竟为何会遗传父母的一些特征？遗传机制是什么？这些已经很清楚了，我们从父亲和母亲那里各遗传一半。然而，为什么父母身处的环境也可以通过后代再传给下一代，这种后生效应的机制还不明确。有关它的最合理解释是“甲基化”机制，即甲基分子吸附在DNA上从而介导基因的转录或沉默。

　　Science近期的一篇研究报道显示，由环境诱发的甲基化变化只会发生在基因组的特定区域，然而这些甲基化的具体模式仍然不确定。

　　剑桥大学和Joslin糖尿病中心/波士顿哈佛医学院的研究者们利用小鼠构建孕期营养不良对后代影响的模型，试图发现其中的作用机制。如预期所示，怀孕时营养不良的母鼠繁殖的雄性小鼠会小于平均个体大小，给予正常饮食饮水后，又会患上糖尿病。值得注意的是，这些雄性小鼠的后代也同样会出现个体小、患糖尿病的现象，尽管这些雄性小鼠的配偶在怀孕时没有营养不良的现象。

　　剑桥大学遗传学教授Anne Ferguson-Smith说：“当母亲缺乏食物时，出生的婴儿就会按照预定程序来处理营养不良问题。这时突然给予过量的食物，身体就会无法处理这一变化从而引发新陈代谢紊乱，造成例如糖尿病这样的疾病。我们必须了解这些人体自身的适应能力是如何发生在一代代人之间的，这会有助于我们探究当今社会肥大症、2型糖尿病前所未有的病发水平的深层次原因。

　　基于这些目的研究者们开始进行探究，在个体刚刚出现糖尿病症状之时对精子的甲基化模式进行分析。他们发现与对照组精子相比，试验小鼠的DNA中有111个区域很少混入甲基。这些区域几乎是成群存在于DNA的非编码区——这些非编码区DNA起调节作用。同时，他们发现在孙子辈，紧挨着这些甲基化区域的基因无法正确行使功能，因此这些后代个体就对它们的祖母的营养不良形成了一个“记忆”。

　　出乎意料的是，在对孙子辈的DNA进行研究时，研究者们发现甲基化变化消失了，即营养不良的记忆在DNA水平上消除了，也就是说，这一记忆不会再通过甲基化遗传给后代了。

　　“这是一项惊喜的发现：传统的想法表明这些甲基化模式可能还会在后代中存留”，Joslin糖尿病中心和波士顿哈佛医学院的合作者， Mary-Elizabeth Patti 博士说到，“从进化的角度看，这是有道理的。表观遗传效应可能会逐渐消失。这给了我们一个乐观的愿景，即后生效应对社会性肥胖症和糖尿病的影响是有可能被限制或者彻底逆转的”。

　　研究者们现在试图探究表观遗传效应是不是真的不会影响曾孙子一辈以及更远的后代，如果确实是这样，那么即使我们确实会受祖母营养不良的影响，也不会糟糕到连曾祖母的营养不良也使我们患病。