Science：祖孫三代的“表觀遺傳效應”

　　如果一個在孕期的準媽媽營養不良，那么她的小孩將會有極大的可能患肥胖癥和2型糖尿病，這是由于所謂的“表觀遺傳”效應。一項新的研究顯示，這種對于孕期營養不良的“記憶”是會通過其男性后代的精子再傳給下一代，從而進一步增加她孫子的患病風險——換句話說，就是“祖母懷孕時的飲食就決定了你的健康（you are what your grandmother ate）”。

　　我們究竟為何會遺傳父母的一些特征？遺傳機制是什么？這些已經很清楚了，我們從父親和母親那里各遺傳一半。然而，為什么父母身處的環境也可以通過后代再傳給下一代，這種后生效應的機制還不明確。有關它的最合理解釋是“甲基化”機制，即甲基分子吸附在DNA上從而介導基因的轉錄或沉默。

　　Science近期的一篇研究報道顯示，由環境誘發的甲基化變化只會發生在基因組的特定區域，然而這些甲基化的具體模式仍然不確定。

　　劍橋大學和Joslin糖尿病中心/波士頓哈佛醫學院的研究者們利用小鼠構建孕期營養不良對后代影響的模型，試圖發現其中的作用機制。如預期所示，懷孕時營養不良的母鼠繁殖的雄性小鼠會小于平均個體大小，給予正常飲食飲水后，又會患上糖尿病。值得注意的是，這些雄性小鼠的后代也同樣會出現個體小、患糖尿病的現象，盡管這些雄性小鼠的配偶在懷孕時沒有營養不良的現象。

　　劍橋大學遺傳學教授Anne Ferguson-Smith說：“當母親缺乏食物時，出生的嬰兒就會按照預定程序來處理營養不良問題。這時突然給予過量的食物，身體就會無法處理這一變化從而引發新陳代謝紊亂，造成例如糖尿病這樣的疾病。我們必須了解這些人體自身的適應能力是如何發生在一代代人之間的，這會有助于我們探究當今社會肥大癥、2型糖尿病前所未有的病發水平的深層次原因。

　　基于這些目的研究者們開始進行探究，在個體剛剛出現糖尿病癥狀之時對精子的甲基化模式進行分析。他們發現與對照組精子相比，試驗小鼠的DNA中有111個區域很少混入甲基。這些區域幾乎是成群存在于DNA的非編碼區——這些非編碼區DNA起調節作用。同時，他們發現在孫子輩，緊挨著這些甲基化區域的基因無法正確行使功能，因此這些后代個體就對它們的祖母的營養不良形成了一個“記憶”。

　　出乎意料的是，在對孫子輩的DNA進行研究時，研究者們發現甲基化變化消失了，即營養不良的記憶在DNA水平上消除了，也就是說，這一記憶不會再通過甲基化遺傳給后代了。

　　“這是一項驚喜的發現：傳統的想法表明這些甲基化模式可能還會在后代中存留”，Joslin糖尿病中心和波士頓哈佛醫學院的合作者， Mary-Elizabeth Patti 博士說到，“從進化的角度看，這是有道理的。表觀遺傳效應可能會逐漸消失。這給了我們一個樂觀的愿景，即后生效應對社會性肥胖癥和糖尿病的影響是有可能被限制或者徹底逆轉的”。

　　研究者們現在試圖探究表觀遺傳效應是不是真的不會影響曾孫子一輩以及更遠的后代，如果確實是這樣，那么即使我們確實會受祖母營養不良的影響，也不會糟糕到連曾祖母的營養不良也使我們患病。