基因组中的“幽灵”：父母如何影响子女

　　作为20世纪最具灾难性的政治思想和科学碰撞事件之一，俄罗斯植物学家Trofim Lysenko提出了与基因学说相对立的遗传学说，来否定淡化孟德尔遗传概念。他认为在一代人生活的环境能改变后代的表型，而这正是现代往往被认为是拉马克Lamarckian的遗传概念。Lysenko认为，孟德尔遗传和达尔文的进化论都是强调竞争，但他认为生物学基于合作，也就是说一代人的辛勤工作能快速导致物种的改善发展。

　　Lysenko应该说是最著名的支持“生物生活环境会影响后代表型”这一概念的宣传人之一了，同时他被认为是个江湖骗子，因为他为了达到自己的目的伪造了结果。然而，在过去的几十年里，科学家们越来越发现“获得性性状可以被遗传”这并不完全错了。一些表观遗传标记，基因组序列中未编码的信息，生物生命周期中对环境条件的应答都表明这些信息也许是可以遗传的。

　　这些发现有助于现代科学深入到环境的跨代影响研究中，现在研究人员开始分析表观遗传的机制，寻找祖先影响后代的证据。

　　生物遗传机制

　　父母遗传给孩子是生活中我们普遍都知道的规律，这也是进化的核心所在。然而我们对生物遗传机制的理解却远没有跟上进化的脚步——当1859年Charles Darwin出版物种起源的时候，Gregor Mendel才刚刚开始他基于豌豆的遗传学概念实验，而且我们也花费了近一个世纪的时间才阐明了DNA双螺旋结构，清晰的解析了遗传物质如何被拷贝和传递给后代。

　　更复杂的还在后面：除了基因组序列外，所谓表观遗传学的机制，一个相对简单的例子就是细胞命运遗传。虽然你身体中每一个细胞都具有基本上相同的基因，但当肝细胞分裂时，它总是生成两个肝细胞，从来没有出现过一个皮肤细胞。

　　在一点上，研究人员推测认为分化成特殊细胞类型会永久丢失某些基因组成分。然而1958年，英国发育生物学家John Gurdon发现如果将一个分化细胞注射到青蛙卵胞浆中，就有可能产生一个完整蝌蚪。因此细胞类型的遗传是由转录因子，以及基因组表观遗传学标记介导的。

　　表观遗传在多个方法发挥着作用，近年来的研究证明父母可以把表观遗传信息传递给他们的孩子，跨代表观遗传学逐渐被接受，不少科学家们开始尝试了解祖辈的环境条件对未来几代人表型的影响。

　　当然这种概念不能完全用早期获得性遗传（Lamarckian inheritance）来概括，事实上，获得性后天遗传很难用拉马克的概念来定义描述，后者并没有包含自然选择的基本概念，而且也没有表型变异优于环境调整的说法。不过Darwin和Lamarck都认为个体生活中的获得性状可以遗传：Darwin曾提出了一个“gemmules”的遗传模型，指出个体所有组成部分中携带的信息都会改变下一代的表型。

　　妈妈改变的最多

　　最早发现父母环境条件影响后代患病几率的是英国流行病学家 David Barker，他在上个世纪80年代注意到，出生体重低的婴儿更有可能患上糖尿病和冠心病。由此他提出现在流行的“节俭表型”（thrifty phenotype），即宫内营养不良会使得婴儿在生长过程中逐渐适应，并且努力获得足够的营养以满足大脑的需要。这种节俭基因会在营养缺乏的环境下节约能量以适应恶劣环境，当食物供应紧张时给予存活优势，当食物充足时这些基因则可能是有害的。在高能、高脂等膳食的刺激下可造成胰岛β细胞、肌肉和脂肪的组织结构和生理功能损伤，从而引起胰岛素分泌不足或胰岛素敏感性下降，使人肥胖，导致胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗。