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表观遗传学:改变遗传学认识的100个原因

时间:2010-08-24 11:47:46  来源:  作者:

        多少年来,基因一直被认为是生物有机体一代代相传的一个并且仅有的一个遗传载体。
恐怕不能再那样认为了。
     越来越多的生物学家发现了一个被称为表观遗传的现象------生物有机体后天获得的非遗传变异有时可以被遗传下去。七月份即将出版的《生物学每季评论》上的一篇文章出示了有详细记录的100个关于代间表观遗传的例子,提示非基因遗传要比科学家们以前想象的多得多。
     生物学家很多年来一直怀疑一些表观遗传发生在细胞水平上。我们身体里不同的细胞就是一个例子。尽管有着确切的同样的DNA,皮肤细胞和脑细胞在形态与功能上有着很大的区别。一定有不同于DNA的原因,使得在它们分化开来之后皮肤细胞一直保持着自己的特征。
     然而,仅仅在最近,研究者们已经开始发现同细胞间一样的生物个体间的非-DNA遗传的分子学证据。现在主要的问题是:表观遗传发生的频率是多少?
   “这些数据的分析表明表观遗传是无处不在的......” 来在于以色列特拉维夫大学的Eva Jablonka and Gal Raz写道。他们的文章概括了发现表观遗传的物种有:细菌、原生生物、真菌、植物和动物。
他们说:“这些发现提示了现在所知的只是冰山的一角。”
例如, Jablonka and Raz 引用的一项研究发现,当果蝇暴露于一定的化学物质时,至少它们后代中有13代眼睛上会长出粗糙的物质。另一项研究发现怀孕的大鼠暴露于一种化学物质时,它们的生殖激素会发生改变,继而生出患病的个体。然而另一些研究显示青春期营养不良的人的子代和孙子代会有高的患心脏病和糖尿病的风险。
    在这些例子中, 包括Jablonka and Raz引用的其它例子,说明后代遗传变异的原因不是DNA。更进一步说,新的遗传特征由表观遗传所承载。
现有四种已知的机理可以说明表观遗传。按照Eva Jablonka and Gal Raz所说,所有这些最好的理解是    “DNA甲基化”。甲基,细胞内小的化学基团,定位于DNA链上一定区域,像开关一样,掌管着基因的活化和关闭。
   通过开启和关闭基因,甲基不改变基本的DNA链就可以对细胞和机体的形态与机能产生深远的影响。如果甲基的正常模式被改变,比如由一定的化学物质,那么新的模式就能遗传到子孙后代。
就像怀孕的大鼠中的例子一样,甲基改变的新模式就会被戏剧性的遗传到子代或部分子代,但是基本的DNA链根本没有被动过。
   Lamarck 的进化理论会被再次提起的。
   Eva Jablonka and Gal Raz说,表观遗传学的新的证据会对生物进化的研究产生深远的影响。
他们写道,“将表观遗传学加入经典进化论会拓展进化论的理论空间并且会促进遗传和进化的共同发展。”
这有一个勉强的例子可以为18世纪的博物学家Jean Baptiste Lamarck辩护一下。Lamarck,他比Charles Darwin还要早的提出进化论,认为生物进化是由它们后天获得遗传特征所推动。他的经典的例子就是长颈鹿。他设想,长颈鹿的祖先,为了吃到更高树枝上的叶子而伸长它的脖子,这让它的脖子一点一点慢慢变长,之后这种长脖子的特征遗传给了它的后代。一代又一代的长颈鹿继承和遗传慢慢变长的长脖子,由此我们看到了现在的长颈鹿的结果。
   随着孟德尔遗传学的出现以及后来的DNA的发现,拉马克的观点受到完全的质疑。表观遗传学的研究,像拉马克的长颈鹿一样揭示某些东西,的确表明后天获得特征能够被遗传,并且让拉马克不会再蒙冤。

                                                      文章来自:科技日报

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