遺傳學(xué)（Genetics）中心法則中，DNA 是遺傳信息的主要載體，對(duì)長(zhǎng)相、身高、患疾病的風(fēng)險(xiǎn)等表型的決定十分關(guān)鍵。但是，自然界有很多用遺傳學(xué)無(wú)法解釋的現(xiàn)象，比如，

1、 同一個(gè)蜂群中的蜂王和工蜂，均由基因組DNA相同的雌峰幼蟲(chóng)發(fā)育而來(lái)，但是為什么兩者在體型、壽命、功能等方面存在巨大差異呢？

2、受精卵最后分化成成年個(gè)體，有200多種不同的細(xì)胞，它們幾乎含有相同的DNA，但是為何會(huì)產(chǎn)生肝細(xì)胞、肺細(xì)胞、皮膚細(xì)胞等多種細(xì)胞類型呢？

3、 同卵雙胞胎的DNA完全一樣，為何兩個(gè)孩子出生后在性格、健康方面會(huì)出現(xiàn)差異呢？

這些問(wèn)題，無(wú)法用遺傳學(xué)知識(shí)解答，表觀遺傳學(xué)則可以解釋這些生命現(xiàn)象。

二、表觀遺傳學(xué)的概念及發(fā)展

1942年，英國(guó)生物學(xué)家Waddington提出“表觀遺傳學(xué)”（Epigenetics）。他認(rèn)為，生物體從基因到基因表型之間存在一種控制，這種控制機(jī)制就是“表觀遺傳學(xué)”。1987年，美國(guó)學(xué)者Holliday對(duì)此概念做出了更加系統(tǒng)性的論斷，即：沒(méi)有DNA序列變化的、可遺傳的、基因表達(dá)的改變。表觀遺傳學(xué)經(jīng)90年代迅猛發(fā)展，目前仍是生命科學(xué)領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。

三、表觀遺傳學(xué)范疇

遺傳學(xué)中心法則主要指DNA的“復(fù)制---轉(zhuǎn)錄---翻譯”過(guò)程。表觀遺傳學(xué)只和“轉(zhuǎn)錄”有關(guān)系，和“復(fù)制、翻譯”無(wú)關(guān)。表觀遺傳學(xué)研究?jī)?nèi)容包括，基因選擇性轉(zhuǎn)錄調(diào)控和基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控。

真核細(xì)胞的基因組DNA在細(xì)胞核里是以染色質(zhì)的形態(tài)存在的。DNA纏繞組蛋白構(gòu)成核小體，核小體進(jìn)一步高度折疊壓縮為染色質(zhì)(圖1)。表觀遺傳調(diào)控可使特定區(qū)域的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生高度動(dòng)態(tài)變化（緊密或者松散），從而使該區(qū)域的轉(zhuǎn)錄 激活或者沉默。

從目前的研究來(lái)看，表觀遺傳學(xué)范疇主要包括： DNA甲基化、組蛋白修飾（磷酸化、乙酰化、泛素化等）、基因組印記、非編碼RNA的調(diào)控、染色質(zhì)重組、X染色體 劑量補(bǔ)償?shù)龋?/span>圖1）。

此處用表觀遺傳學(xué)解釋一下開(kāi)篇提出的三個(gè)現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)

1、工蜂和蜂王的差異，就是蜂王漿通過(guò)調(diào)控DNA甲基化影響了遺傳信息的表達(dá)。出生3天后，護(hù)理蜂 會(huì)在雌蜂 幼蟲(chóng)中挑選很少一部分 繼續(xù)喂食蜂王漿，這些幼蟲(chóng)發(fā)育為蜂王；其他幼蟲(chóng)改為喂食花粉和花蜜，發(fā)育成工蜂。

2、受精卵向個(gè)體組織器官分化的過(guò)程，也是DNA甲基化等表觀遺傳精準(zhǔn)調(diào)控下的基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。

3、單卵雙胞胎的個(gè)體差異則與生活環(huán)境、生活習(xí)慣對(duì)表觀遺傳修飾的影響有關(guān)。

圖1 染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和表觀遺傳學(xué)調(diào)控

四、表觀遺傳學(xué)與健康

表觀遺傳調(diào)控與細(xì)胞的發(fā)生、分化、老化等多種生物學(xué)現(xiàn)象密切相關(guān)，說(shuō)表觀遺傳調(diào)控 是生命現(xiàn)象的司令塔也不為過(guò)。表觀遺傳調(diào)控有利也有弊。

利：表觀遺傳機(jī)制可以使生物體 打破DNA變化緩慢的限制，使后代能迅速獲得親代應(yīng)對(duì)環(huán)境改變而發(fā)生的信息變化，這對(duì)生物種群的生存和繁衍有利。

弊：通過(guò)表觀遺傳傳遞下去的親代經(jīng)歷的不良環(huán)境和生活習(xí)慣，對(duì)后代的健康 會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

表觀修飾中任何一方面異常和多方面異常的蓄積 都將影響染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)，導(dǎo)致糖尿病、免疫紊亂以及癌癥等疾病（圖2）。

圖2表觀遺傳學(xué)異常與人類疾病

DNA甲基化等表觀遺傳修飾的改變往往早于基因表達(dá)和影像學(xué)的改變。DNA甲基化檢測(cè)在腫瘤早期診斷、療效監(jiān)測(cè)，預(yù)后評(píng)估等方面具有很大價(jià)值。

此外，由于許多表觀遺傳的改變是可逆的，這就為疾病的治療提供了樂(lè)觀的前景。以DNA甲基化和組蛋白乙?；葹榘悬c(diǎn)的小分子藥物的研發(fā)，也為攻克癌癥帶來(lái)了新的希望。

最后送大家一句話：Get a good genome, make a better epigenome。我們的基因組（genome）遺傳自父母，很難改變；而表觀基因組（epigenome） 方面，我們自己還是大有可為的。我們可以通過(guò)摒棄不良習(xí)慣，多做健康運(yùn)動(dòng)，多看書(shū)，為自己形成良好的表觀基因組，預(yù)防大于治療。祝大家身心健康！