​记仇的基因

（文 / 袁越）

如今任何一个小学生都会知道，即使你从小就砍掉老鼠的一条腿，长大后它也不会生出一只缺胳膊少腿的残疾小老鼠来。不管你多么坚持不懈地拉伸老鼠的脖子，它们的后代也不会变成长颈鹿。用生物学的名词来解释，这就是说，后天得来的性状是不会遗传给下一代的。

别小看这件事，在基因的秘密没有被发现之前，人类曾经为这个理论争吵了好多年。但如今任何一个中学生都会告诉你，后天性状之所以不会遗传，就是因为遗传性状是由基因决定的。不管后天条件如何变化，基因是不会变的。

如今任何一个大学生都会告诉你，基因就是DNA，或者更准确地说，是DNA长链上的字母（碱基对）顺序，比如AATCGG之类的。这个顺序决定了蛋白质的构成，也就决定了细胞和个体的性状。如今基因测序之所以如此火暴，就因为人类迫切地想知道基因序列是如何影响人体健康的，从而预测疾病的发生。科学家们则希望找到两者之间的对应关系，以便为疾病的诊断和治疗找到突破口。

总的来说，生命的这个特征应该是件好事，它给了生命一个重新开始的机会。想想看，如果一个母亲因故瞎了一只眼，她绝不会因此而担心生出残疾的孩子来。

但是，这个理论正在受到挑战。科学家们发现，至少在某些情况下，基因是“记仇”的！早在2002年，美国阿肯色大学医学研究中心的科学家就通过实验发现，如果在小鼠发育的早期人为改变它们的食物成分，会对它们后代的健康产生不利的影响。后续研究证实，这是因为幼鼠DNA上的甲基修饰物发生了变化所致。这种甲基修饰物相当于在基因序列的特定地方插上小旗子，这些小旗子改变了DNA的活性，从而改变了细胞的性状。换句话说，即使两只小鼠的DNA顺序完全一样，也会因为小旗子的位置不同而产生不同的结果。

这个结论其实是很容易理解的。多细胞生物每个细胞的基因基本上都是一样的，它们之所以会分化出各种各样不同类型的细胞，部分原因就在于所插的小旗子不同。生物学把研究这一现象的学问叫做“表观遗传学”（Epigenetics），以和普通遗传学区别开来。简单地说，普通遗传学研究的是基因序列对生物性状的影响，表观遗传学研究的则是基因序列之外那些能够改变生物遗传性状的因素。比如，DNA分子上的那些小旗子（甲基）就是可以遗传的，所以在那个实验中，小鼠们把后天环境的变化遗传给了它们的后代。

自从发现了这一现象后，表观遗传学领域进展神速，因为它颠覆了前人的经验。想想看，如果一位母亲在幼年时期吃了不洁的食物，或者喝了遭污染的水，结果不仅仅她本人的身体健康会受到影响，而且还会把这一不良影响传递给她的后代，这该是一件多么可怕的事情啊！不幸的是，越来越多的证据表明，这完全是一件有可能发生的事情。这个令人震惊的结果足以为我们敲响警钟。随着人类生活水平的提高，我们的居住环境正在逐渐恶化。有一种理论认为，这是经济发展过程中必须付出的代价，但表观遗传学理论告诉我们，环境对人类的改变是可以遗传的，我们的后代也将为此付出代价。

举例说，人类的很多精神疾病一直没能找到相对应的致病基因，但有科学家认为，致病基因确实存在，但不能只从基因序列中去找，还应该仔细检查一下基因的后天修饰物，也就是那些小旗子。比如，美国杜克大学医学院人类遗传学系副教授西蒙·格雷戈里（Simon Gregory）及其同事去年10月在《BMC医学》杂志上发表论文指出，人类的自闭症很可能与一种催产素受体（Oxytocin Receptor，OXTR）基因的甲基修饰物有关。这些“小旗子”很有可能就是由于某种后天环境因素的影响而插上去的。

今年10月29日出版的《科学》（Science）杂志的封面故事就是关于表观遗传学的。著名的美国霍华德·休斯医学院（Howard Hughes Medical Institute）教授丹尼·雷恩伯格（Danny Reinberg）为这个专题撰写了一篇综述性文章，指出除了DNA甲基化之外，还有很多细胞因素也可能会对基因的作用方式带来影响。这些以前一直被忽视的细胞因子帮助细胞们“记住”了它们的生存环境，并把这一信息遗传给了下一代。■ 记仇基因