一門(mén)新興的學(xué)科“表觀遺傳學(xué)”最近清除了遺傳學(xué)中陳舊的觀點(diǎn)。基因并非固定不變，它在一生中都可能發(fā)生變化。我們可以通過(guò)生活方式，比如飲食，“打開(kāi)”或者“關(guān)閉”基因。由于基因?qū)е碌募膊】梢酝ㄟ^(guò)這種方法加以預(yù)防。甚至這些基因還能傳遞到下一代，乃至再下一代生命中去。

　　基因可以“打開(kāi)”和“關(guān)閉”

　　人類(lèi)的遺傳物質(zhì)有300億個(gè)基本組成部分，大約2.5萬(wàn)個(gè)基因，此外還有總共長(zhǎng)達(dá)2米的脫氧核糖核酸(DNA)。最近數(shù)年以來(lái)，越來(lái)越多的跡象顯示，許多基因的活動(dòng)可能受到外部的影響：一些蛋白質(zhì)和DNA復(fù)合在一起，幫助酶到達(dá)自己位置，這些酶能讀出遺傳密碼。

　　當(dāng)前分子生物學(xué)領(lǐng)域中，有了一個(gè)新的分支學(xué)科―――表觀遺傳學(xué)。表觀遺傳學(xué)研究的就是這種特征是如何作用的。表觀遺傳的記號(hào)不在DNA里面，而是分布在它的周?chē)Ｋ麄兊淖饔镁拖褚粋€(gè)“開(kāi)關(guān)”，打開(kāi)或者關(guān)閉基因。過(guò)去幾年里，表觀遺傳學(xué)家在這方面的認(rèn)識(shí)上取得很大進(jìn)步。他們?cè)絹?lái)越清楚，表觀基因?qū)】瞪矬w的發(fā)育起著和DNA一樣重要的作用。在研究中，表觀基因也更容易通過(guò)外部的影響改變。它給人最大的驚訝是：表觀遺傳信號(hào)會(huì)從父母?jìng)鬟f給他們的后代。

　　這一新發(fā)現(xiàn)動(dòng)搖了到目前為止關(guān)于遺傳學(xué)的認(rèn)識(shí)，開(kāi)始質(zhì)疑被普遍接受的觀點(diǎn)：DNA決定了我們的外表、性格和易患疾病。現(xiàn)在這種觀點(diǎn)已經(jīng)過(guò)時(shí)了。因?yàn)榫退闳藗冇幸荒Ｒ粯拥幕颍麄兏髯曰蚧顒?dòng)的模式經(jīng)常也是不同的，表現(xiàn)出他們各自特征的不同。

　　目前科學(xué)家正在深入研究，希望揭開(kāi)表觀遺傳學(xué)的生化機(jī)制。科學(xué)家已經(jīng)了解到，酶和DNA的相互作用可以決定基因是否會(huì)變得活躍。不過(guò)，其中很多具體的細(xì)節(jié)還不為人所知。

　　酶能夠阻止癌癥發(fā)生

　　“生命一直在改變之中，”加拿大麥吉爾大學(xué)的藥學(xué)家莫什·斯奇夫說(shuō)，“表觀基因就是機(jī)制，使我們適應(yīng)這些變化。”斯奇夫第一次把表觀基因記號(hào)和疾病聯(lián)系了起來(lái)。如果控制細(xì)胞分裂的基因被“關(guān)閉”，那么癌癥就會(huì)發(fā)生。當(dāng)他用一種酶制止了這個(gè)過(guò)程，腫瘤便不會(huì)生長(zhǎng)。

　　這個(gè)過(guò)程也可以反過(guò)來(lái)發(fā)生，導(dǎo)致促進(jìn)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，其后果是災(zāi)難性的。和基因的變化不同，表觀基因從理論上來(lái)說(shuō)可以產(chǎn)生相反的變化。美國(guó)藥監(jiān)局已經(jīng)通過(guò)了一種應(yīng)用這個(gè)原理的藥物，治療一種有生命危險(xiǎn)的血液病。

　　綠茶阻礙腫瘤的生長(zhǎng)

　　準(zhǔn)確的診斷和有效的治療是一方面，更理想的是徹底杜絕疾病發(fā)生。一些研究者想辦法采取預(yù)防措施，保證表觀基因的完整。他們想到了綠茶。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，綠茶能夠阻止腫瘤在不同的器官里生長(zhǎng)。有研究者發(fā)現(xiàn)，綠茶含有的一種物質(zhì)能夠“打開(kāi)”和“關(guān)閉”和癌細(xì)胞生成有關(guān)的基因。科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)大豆中的一種物質(zhì)也有類(lèi)似的作用。

　　進(jìn)一步的研究甚至還成功扭轉(zhuǎn)了幼兒早期的影響：一種物質(zhì)能讓容易害怕的小老鼠更能承受壓力，另一種物質(zhì)則能讓膽大的老鼠變得謹(jǐn)慎。這一結(jié)果第一次解釋了，為什么環(huán)境因素也能改變復(fù)雜的行為方式；而且說(shuō)明，表觀基因不僅能在發(fā)育期間形成，也可以在此后的時(shí)間里成型。通過(guò)藥物或者營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，我們也可以在成年后“修改”表觀基因。加拿大麥吉爾大學(xué)的心理學(xué)家邁克爾·米尼說(shuō)：“實(shí)驗(yàn)證實(shí)了環(huán)境在生物發(fā)育中的重要性。”

　　相關(guān)鏈接 環(huán)境影響人類(lèi)后代

　　倫敦兒童健康研究所的遺傳學(xué)家馬可·潘伯瑞假設(shè)，如果營(yíng)養(yǎng)充足的話(huà)，會(huì)對(duì)人體內(nèi)的性染色體X和Y留下遺傳痕跡。就像后來(lái)的分析顯示，這種效應(yīng)要在下一代人身上顯現(xiàn)出來(lái)，必須取決于“時(shí)機(jī)”―――這個(gè)時(shí)機(jī)就是第一代人享受到充分營(yíng)養(yǎng)時(shí)的年齡。

　　潘伯瑞的研究讓人猜想，一個(gè)人的營(yíng)養(yǎng)、行為和環(huán)境條件對(duì)后代的健康有著不可忽視的影響，而且還能繼續(xù)下去。這意味著：考慮這一因素，我們必須為自己的孩子和孩子的孩子負(fù)起責(zé)任。與這一猜測(cè)相符合的是，現(xiàn)在流傳的一些疾病很可能是過(guò)去人類(lèi)基因受環(huán)境改變影響的結(jié)果。

　　麥克爾·米尼還考慮到，表觀遺傳學(xué)還可能對(duì)社會(huì)留下后果。他想到，由于貧窮、生活過(guò)度勞累或者長(zhǎng)時(shí)間的爭(zhēng)吵，孩子的認(rèn)知能力可能受到影響。那么這些消極因素會(huì)不會(huì)遺傳給后代？

　　“我們開(kāi)始在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件和人類(lèi)幼年大腦的發(fā)育狀態(tài)之間尋找某種因果關(guān)系，”米尼說(shuō)。據(jù)他認(rèn)為，兩者之間的關(guān)系十分緊密。

　　控制生物的新機(jī)制

　　表觀遺傳學(xué)幫助科學(xué)家打開(kāi)了新的視野，讓他們看見(jiàn)了控制生物的新機(jī)制，使他們意識(shí)到，可以控制這個(gè)過(guò)程為人類(lèi)所用。

　　直到不久前，以下這種觀點(diǎn)還被視為科學(xué)界的異端邪說(shuō)：一種生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)會(huì)傳遞到給后代。這個(gè)觀點(diǎn)和進(jìn)化理論的普遍認(rèn)識(shí)相矛盾。

　　按照進(jìn)化理論，即使這些對(duì)環(huán)境的適應(yīng)是生物體在求生中得到的，而且能使生物體更成功地繁衍下去，它們只不過(guò)是遺傳物質(zhì)的偶然改變。比如說(shuō)，男人可以通過(guò)舉啞鈴鍛煉肌肉使之強(qiáng)壯，卻不一定能讓自己的孩子一出生就強(qiáng)壯；女人可以通過(guò)節(jié)食使身材苗條，但很少能生出身體同樣勻稱(chēng)的孩子。父母身上的這些改變不會(huì)使遺傳物質(zhì)發(fā)生變化。

　　特征可以傳播下去

　　1999年，生物學(xué)家愛(ài)瑪·惠特勞得到證據(jù)，表明表觀遺傳特征是可以從上一代傳播到下一代的。這些特征不會(huì)因?yàn)閱蝹€(gè)個(gè)體的死亡而丟失。

　　惠特勞說(shuō)：“目前很多人相信，我們從父母那里得到的遺傳信息位于DNA的序列里。而我們的研究顯示，除了DNA還有更多的東西會(huì)被遺傳。”

　　讓遺傳學(xué)家更驚訝的是：表觀遺傳特征不會(huì)只在直接繼承的下一代結(jié)束遺傳，而是會(huì)繼續(xù)傳播，一直到孫輩、重孫輩、玄孫輩等。

　　2004年，美國(guó)華盛頓州大學(xué)的遺傳學(xué)家邁克爾·斯奇納檢驗(yàn)一種在農(nóng)業(yè)中經(jīng)常使用的抗霉菌農(nóng)藥怎樣對(duì)雄性老鼠睪丸的形成產(chǎn)生作用。他的發(fā)現(xiàn)讓他很驚訝：雄老鼠在母親體內(nèi)時(shí)如果接觸過(guò)高劑量的農(nóng)藥，它們成年以后產(chǎn)生的精子就會(huì)減少。更讓他沒(méi)有想到的是，在這些雄老鼠的下一代中繼續(xù)有這個(gè)現(xiàn)象―――盡管農(nóng)藥一點(diǎn)也沒(méi)有改變過(guò)DNA中的任何結(jié)構(gòu)。最后，這種缺陷還會(huì)在第二代、第三代老鼠上體現(xiàn)出來(lái)。到現(xiàn)在，越來(lái)越多的證據(jù)顯示，表觀遺傳特征也會(huì)體現(xiàn)在人類(lèi)身上。

　　2005年11月，倫敦兒童健康研究所的遺傳學(xué)家馬可·潘伯瑞為自己的理論提出證據(jù)：他和瑞典同事研究了一個(gè)偏僻的瑞典北方城市從1890年開(kāi)始的農(nóng)業(yè)收成、食物價(jià)格和死亡的記錄。

　　其中顯示，如果爺爺輩在小時(shí)候曾經(jīng)有過(guò)營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩的情況，那么他的孫子患上糖尿病的可能性就會(huì)加大―――同時(shí)還面臨更大的短命風(fēng)險(xiǎn)。這個(gè)規(guī)律只在爺爺輩的男性后代中發(fā)現(xiàn)，而女性后代就能免受威脅。可是當(dāng)孫女的祖母曾經(jīng)營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩時(shí)，她們患糖尿病的可能性也變大了；這個(gè)時(shí)候祖母的孫子們反而能保持健康。