遗传学：小心环境影响你的遗传
一门新兴的学科“表观遗传学”最近清除了遗传学中陈旧的观点。基因并非固定不变，它在一生中都可能发生变化。我们可以通过生活方式，比如饮食，“打开”或者“关闭”基因。由于基因导致的疾病可以通过这种方法加以预防。甚至这些基因还能传递到下一代，乃至再下一代生命中去。
基因可以“打开”和“关闭”
人类的遗传物质有300亿个基本组成部分，大约2.5万个基因，此外还有总共长达2米的脱氧核糖核酸(DNA)。最近数年以来，越来越多的迹象显示，许多基因的活动可能受到外部的影响：一些蛋白质和DNA复合在一起，帮助酶到达自己位置，这些酶能读出遗传密码。
当前分子生物学领域中，有了一个新的分支学科―――表观遗传学。表观遗传学研究的就是这种特征是如何作用的。表观遗传的记号不在DNA里面，而是分布在它的周围。他们的作用就像一个“开关”，打开或者关闭基因。过去几年里，表观遗传学家在这方面的认识上取得很大进步。他们越来越清楚，表观基因对健康生物体的发育起着和DNA一样重要的作用。在研究中，表观基因也更容易通过外部的影响改变。它给人最大的惊讶是：表观遗传信号会从父母传递给他们的后代。
, http://www.100md.com
这一新发现动摇了到目前为止关于遗传学的认识，开始质疑被普遍接受的观点：DNA决定了我们的外表、性格和易患疾病。现在这种观点已经过时了。因为就算人们有一模一样的基因，他们各自基因活动的模式经常也是不同的，表现出他们各自特征的不同。
目前科学家正在深入研究，希望揭开表观遗传学的生化机制。科学家已经了解到，酶和DNA的相互作用可以决定基因是否会变得活跃。不过，其中很多具体的细节还不为人所知。
酶能够阻止癌症发生
“生命一直在改变之中，”加拿大麦吉尔大学的药学家莫什·斯奇夫说，“表观基因就是机制，使我们适应这些变化。”斯奇夫第一次把表观基因记号和疾病联系了起来。如果控制细胞分裂的基因被“关闭”，那么癌症就会发生。当他用一种酶制止了这个过程，肿瘤便不会生长。
这个过程也可以反过来发生，导致促进癌细胞的生长，其后果是灾难性的。和基因的变化不同，表观基因从理论上来说可以产生相反的变化。美国药监局已经通过了一种应用这个原理的药物，治疗一种有生命危险的血液病。
, 百拇医药
绿茶阻碍肿瘤的生长
准确的诊断和有效的治疗是一方面，更理想的是彻底杜绝疾病发生。一些研究者想办法采取预防措施，保证表观基因的完整。他们想到了绿茶。在动物实验中，绿茶能够阻止肿瘤在不同的器官里生长。有研究者发现，绿茶含有的一种物质能够“打开”和“关闭”和癌细胞生成有关的基因。科学家们还发现大豆中的一种物质也有类似的作用。
进一步的研究甚至还成功扭转了幼儿早期的影响：一种物质能让容易害怕的小老鼠更能承受压力，另一种物质则能让胆大的老鼠变得谨慎。这一结果第一次解释了，为什么环境因素也能改变复杂的行为方式；而且说明，表观基因不仅能在发育期间形成，也可以在此后的时间里成型。通过药物或者营养物质，我们也可以在成年后“修改”表观基因。加拿大麦吉尔大学的心理学家迈克尔·米尼说：“实验证实了环境在生物发育中的重要性。”
相关链接 环境影响人类后代
, 百拇医药
伦敦儿童健康研究所的遗传学家马可·潘伯瑞假设，如果营养充足的话，会对人体内的性染色体X和Y留下遗传痕迹。就像后来的分析显示，这种效应要在下一代人身上显现出来，必须取决于“时机”——这个时机就是第一代人享受到充分营养时的年龄。
潘伯瑞的研究让人猜想，一个人的营养、行为和环境条件对后代的健康有着不可忽视的影响，而且还能继续下去。这意味着：考虑这一因素，我们必须为自己的孩子和孩子的孩子负起责任。与这一猜测相符合的是，现在流传的一些疾病很可能是过去人类基因受环境改变影响的结果。
麦克尔·米尼还考虑到，表观遗传学还可能对社会留下后果。他想到，由于贫穷、生活过度劳累或者长时间的争吵，孩子的认知能力可能受到影响。那么这些消极因素会不会遗传给后代？
“我们开始在社会、经济条件和人类幼年大脑的发育状态之间寻找某种因果关系，”米尼说。据他认为，两者之间的关系十分紧密。
, 百拇医药
控制生物的新机制
表观遗传学帮助科学家打开了新的视野，让他们看见了控制生物的新机制，使他们意识到，可以控制这个过程为人类所用。
直到不久前，以下这种观点还被视为科学界的异端邪说：一种生物对环境的适应会传递到给后代。这个观点和进化理论的普遍认识相矛盾。
按照进化理论，即使这些对环境的适应是生物体在求生中得到的，而且能使生物体更成功地繁衍下去，它们只不过是遗传物质的偶然改变。比如说，男人可以通过举哑铃锻炼肌肉使之强壮，却不一定能让自己的孩子一出生就强壮；女人可以通过节食使身材苗条，但很少能生出身体同样匀称的孩子。父母身上的这些改变不会使遗传物质发生变化。
特征可以传播下去
, http://www.100md.com 1999年，生物学家爱玛·惠特劳得到证据，表明表观遗传特征是可以从上一代传播到下一代的。这些特征不会因为单个个体的死亡而丢失。
惠特劳说：“目前很多人相信，我们从父母那里得到的遗传信息位于DNA的序列里。而我们的研究显示，除了DNA还有更多的东西会被遗传。”
让遗传学家更惊讶的是：表观遗传特征不会只在直接继承的下一代结束遗传，而是会继续传播，一直到孙辈、重孙辈、玄孙辈等。
2004年，美国华盛顿州大学的遗传学家迈克尔·斯奇纳检验一种在农业中经常使用的抗霉菌农药怎样对雄性老鼠睾丸的形成产生作用。他的发现让他很惊讶：雄老鼠在母亲体内时如果接触过高剂量的农药，它们成年以后产生的精子就会减少。更让他没有想到的是，在这些雄老鼠的下一代中继续有这个现象―――尽管农药一点也没有改变过DNA中的任何结构。最后，这种缺陷还会在第二代、第三代老鼠上体现出来。到现在，越来越多的证据显示，表观遗传特征也会体现在人类身上。
2005年11月，伦敦儿童健康研究所的遗传学家马可·潘伯瑞为自己的理论提出证据：他和瑞典同事研究了一个偏僻的瑞典北方城市从1890年开始的农业收成、食物价格和死亡的记录。
其中显示，如果爷爷辈在小时候曾经有过营养过剩的情况，那么他的孙子患上糖尿病的可能性就会加大―――同时还面临更大的短命风险。这个规律只在爷爷辈的男性后代中发现，而女性后代就能免受威胁。可是当孙女的祖母曾经营养过剩时，她们患糖尿病的可能性也变大了；这个时候祖母的孙子们反而能保持健康。, http://www.100md.com
基因可以“打开”和“关闭”
人类的遗传物质有300亿个基本组成部分，大约2.5万个基因，此外还有总共长达2米的脱氧核糖核酸(DNA)。最近数年以来，越来越多的迹象显示，许多基因的活动可能受到外部的影响：一些蛋白质和DNA复合在一起，帮助酶到达自己位置，这些酶能读出遗传密码。
当前分子生物学领域中，有了一个新的分支学科―――表观遗传学。表观遗传学研究的就是这种特征是如何作用的。表观遗传的记号不在DNA里面，而是分布在它的周围。他们的作用就像一个“开关”，打开或者关闭基因。过去几年里，表观遗传学家在这方面的认识上取得很大进步。他们越来越清楚，表观基因对健康生物体的发育起着和DNA一样重要的作用。在研究中，表观基因也更容易通过外部的影响改变。它给人最大的惊讶是：表观遗传信号会从父母传递给他们的后代。
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这一新发现动摇了到目前为止关于遗传学的认识，开始质疑被普遍接受的观点：DNA决定了我们的外表、性格和易患疾病。现在这种观点已经过时了。因为就算人们有一模一样的基因，他们各自基因活动的模式经常也是不同的，表现出他们各自特征的不同。
目前科学家正在深入研究，希望揭开表观遗传学的生化机制。科学家已经了解到，酶和DNA的相互作用可以决定基因是否会变得活跃。不过，其中很多具体的细节还不为人所知。
酶能够阻止癌症发生
“生命一直在改变之中，”加拿大麦吉尔大学的药学家莫什·斯奇夫说，“表观基因就是机制，使我们适应这些变化。”斯奇夫第一次把表观基因记号和疾病联系了起来。如果控制细胞分裂的基因被“关闭”，那么癌症就会发生。当他用一种酶制止了这个过程，肿瘤便不会生长。
这个过程也可以反过来发生，导致促进癌细胞的生长，其后果是灾难性的。和基因的变化不同，表观基因从理论上来说可以产生相反的变化。美国药监局已经通过了一种应用这个原理的药物，治疗一种有生命危险的血液病。
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绿茶阻碍肿瘤的生长
准确的诊断和有效的治疗是一方面，更理想的是彻底杜绝疾病发生。一些研究者想办法采取预防措施，保证表观基因的完整。他们想到了绿茶。在动物实验中，绿茶能够阻止肿瘤在不同的器官里生长。有研究者发现，绿茶含有的一种物质能够“打开”和“关闭”和癌细胞生成有关的基因。科学家们还发现大豆中的一种物质也有类似的作用。
进一步的研究甚至还成功扭转了幼儿早期的影响：一种物质能让容易害怕的小老鼠更能承受压力，另一种物质则能让胆大的老鼠变得谨慎。这一结果第一次解释了，为什么环境因素也能改变复杂的行为方式；而且说明，表观基因不仅能在发育期间形成，也可以在此后的时间里成型。通过药物或者营养物质，我们也可以在成年后“修改”表观基因。加拿大麦吉尔大学的心理学家迈克尔·米尼说：“实验证实了环境在生物发育中的重要性。”
相关链接 环境影响人类后代
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伦敦儿童健康研究所的遗传学家马可·潘伯瑞假设，如果营养充足的话，会对人体内的性染色体X和Y留下遗传痕迹。就像后来的分析显示，这种效应要在下一代人身上显现出来，必须取决于“时机”——这个时机就是第一代人享受到充分营养时的年龄。
潘伯瑞的研究让人猜想，一个人的营养、行为和环境条件对后代的健康有着不可忽视的影响，而且还能继续下去。这意味着：考虑这一因素，我们必须为自己的孩子和孩子的孩子负起责任。与这一猜测相符合的是，现在流传的一些疾病很可能是过去人类基因受环境改变影响的结果。
麦克尔·米尼还考虑到，表观遗传学还可能对社会留下后果。他想到，由于贫穷、生活过度劳累或者长时间的争吵，孩子的认知能力可能受到影响。那么这些消极因素会不会遗传给后代？
“我们开始在社会、经济条件和人类幼年大脑的发育状态之间寻找某种因果关系，”米尼说。据他认为，两者之间的关系十分紧密。
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控制生物的新机制
表观遗传学帮助科学家打开了新的视野，让他们看见了控制生物的新机制，使他们意识到，可以控制这个过程为人类所用。
直到不久前，以下这种观点还被视为科学界的异端邪说：一种生物对环境的适应会传递到给后代。这个观点和进化理论的普遍认识相矛盾。
按照进化理论，即使这些对环境的适应是生物体在求生中得到的，而且能使生物体更成功地繁衍下去，它们只不过是遗传物质的偶然改变。比如说，男人可以通过举哑铃锻炼肌肉使之强壮，却不一定能让自己的孩子一出生就强壮；女人可以通过节食使身材苗条，但很少能生出身体同样匀称的孩子。父母身上的这些改变不会使遗传物质发生变化。
特征可以传播下去
, http://www.100md.com 1999年，生物学家爱玛·惠特劳得到证据，表明表观遗传特征是可以从上一代传播到下一代的。这些特征不会因为单个个体的死亡而丢失。
惠特劳说：“目前很多人相信，我们从父母那里得到的遗传信息位于DNA的序列里。而我们的研究显示，除了DNA还有更多的东西会被遗传。”
让遗传学家更惊讶的是：表观遗传特征不会只在直接继承的下一代结束遗传，而是会继续传播，一直到孙辈、重孙辈、玄孙辈等。
2004年，美国华盛顿州大学的遗传学家迈克尔·斯奇纳检验一种在农业中经常使用的抗霉菌农药怎样对雄性老鼠睾丸的形成产生作用。他的发现让他很惊讶：雄老鼠在母亲体内时如果接触过高剂量的农药，它们成年以后产生的精子就会减少。更让他没有想到的是，在这些雄老鼠的下一代中继续有这个现象―――尽管农药一点也没有改变过DNA中的任何结构。最后，这种缺陷还会在第二代、第三代老鼠上体现出来。到现在，越来越多的证据显示，表观遗传特征也会体现在人类身上。
2005年11月，伦敦儿童健康研究所的遗传学家马可·潘伯瑞为自己的理论提出证据：他和瑞典同事研究了一个偏僻的瑞典北方城市从1890年开始的农业收成、食物价格和死亡的记录。
其中显示，如果爷爷辈在小时候曾经有过营养过剩的情况，那么他的孙子患上糖尿病的可能性就会加大―――同时还面临更大的短命风险。这个规律只在爷爷辈的男性后代中发现，而女性后代就能免受威胁。可是当孙女的祖母曾经营养过剩时，她们患糖尿病的可能性也变大了；这个时候祖母的孙子们反而能保持健康。, http://www.100md.com