來(lái)自表觀遺傳學(xué)的告誡：為了你自己和子孫后代，請(qǐng)養(yǎng)成健康的生活習(xí)慣！

很多人誤認(rèn)為，這一輩子不管如何“胡過(guò)”（不健康的生活習(xí)慣，包括抽煙、喝酒、暴食、熬夜等），最多是自己的身體受到影響，而不容易影響孩子。然而，許多新的研究結(jié)果卻表明，父母的生活經(jīng)歷是可以經(jīng)由DNA序列以外的方式傳給他們的后代的。

2001年，瑞典科學(xué)家拜格林（Lars Olov Bygren）發(fā)表了他對(duì)瑞典北部一個(gè)地廣人稀的叫做諾伯頓（Norrbotton）地方的人的壽命進(jìn)行研究所得的結(jié)果。 諾伯頓位于北極圈以?xún)?nèi)，糧食收成極不穩(wěn)定。如果年景歉收，人們就會(huì)挨餓；但如果獲得大豐收，他們又會(huì)大吃大喝。

拜格林的研究表明，如果爺爺輩在9到12歲時(shí)有大吃大喝的經(jīng)歷，那他們的孫子的壽命就比較短，得糖尿病的幾率會(huì)增加。而在青春期前挨餓的男性，其孫子就較少得心血管病。同樣，在青春期前曾大吃大喝的祖母，她們的孫女的壽命也會(huì)明顯縮短。這說(shuō)明爺爺奶奶輩的生活狀態(tài)對(duì)身體的影響可以遺傳給它們的孫子，而且爺爺奶奶輩在進(jìn)入青春期之前的那段時(shí)間對(duì)于這種能遺傳的印跡最為重要。

隨后，拜格林又和倫敦大學(xué)的著名遺傳學(xué)家裴瑞（Marcus Pembrey）合作進(jìn)行研究。他們發(fā)現(xiàn)，如果父親在11歲之前（即進(jìn)入青春期之前）就開(kāi)始吸煙，那他們的兒子在9歲時(shí)就會(huì)超重。這些事實(shí)說(shuō)明，在父親產(chǎn)生精子之前，他的生活經(jīng)歷就會(huì)在他的遺傳物質(zhì)上打下印跡。這些印跡可以經(jīng)由生殖過(guò)程傳給它們的兒子，甚至孫子。

科學(xué)家們?cè)趧?dòng)物身上也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的現(xiàn)象。比如讓果蠅接觸一種叫做蓋達(dá)納霉素（geldanamycin）的藥物，它們的眼睛上就會(huì)長(zhǎng)出贅疣。即使它們的后代不再接觸蓋達(dá)納霉素，這些后代還會(huì)繼續(xù)在眼睛上長(zhǎng)贅疣。這種現(xiàn)象甚至可以傳到第十三代。 如果喂線(xiàn)蟲(chóng)（一種只有1毫米長(zhǎng)的低等動(dòng)物）某種細(xì)菌，線(xiàn)蟲(chóng)就會(huì)變得又小又圓。這種現(xiàn)象可以持續(xù)四十代，即使它們的后代不再接觸到這種細(xì)菌。

用小鼠做的實(shí)驗(yàn)表明，即使像記憶能力（注意，不是記憶的信息）這樣與精神活動(dòng)有關(guān)的特性也可以通過(guò)上一代的生活經(jīng)歷傳給下一代。比如給有遺傳性記憶缺陷的小鼠玩具，讓它們做練習(xí)，用各種方法引起它們的注意，結(jié)果它們的后代在記憶能力上也有明顯的改進(jìn)，即使它們的后代沒(méi)有得到這些練習(xí)。

所有這些證據(jù)都表明，即使我們傳給后代的DNA序列沒(méi)有改變，這一代生活所造成的身體的變化也會(huì)通過(guò)某種途徑傳給下一代。這是達(dá)爾文的進(jìn)化學(xué)說(shuō)無(wú)法解釋的，因?yàn)橐粌纱说臅r(shí)間對(duì)進(jìn)化來(lái)說(shuō)太短了，這些影響不可能通過(guò)DNA序列的變動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。那上面說(shuō)的事實(shí)又該如何解釋呢？

原來(lái)人類(lèi)（以及其它“真核生物”，即組成身體的細(xì)胞具有細(xì)胞核的生物）的DNA分子并不是“裸露”的，而是和一些蛋白質(zhì)結(jié)合在一起。帶負(fù)電的DNA分子“纏繞”在帶正電的蛋白質(zhì)（比如“組蛋白”）分子上，使原來(lái)“細(xì)長(zhǎng)”的DNA分子卷成緊密的結(jié)構(gòu)。這有點(diǎn)像一本書(shū)，它記載著建造我們身體的“遺傳密碼”。如果把DNA里面的信息比喻為書(shū)里的字句，那蛋白質(zhì)就是書(shū)頁(yè)。字句是印在書(shū)頁(yè)上的，而且書(shū)頁(yè)緊密地排列起來(lái)，成為一本書(shū)。所以當(dāng)你拿起一本書(shū)時(shí)，里面的信息是看不見(jiàn)的，除非你把書(shū)頁(yè)打開(kāi)。

我們身體是由200多種類(lèi)型的細(xì)胞組成的。雖然細(xì)胞的種類(lèi)各式各樣，但是它們里面所包含的遺傳信息（DNA序列）是完全一樣的。之所以細(xì)胞會(huì)彼此不同（比如神經(jīng)細(xì)胞和肌肉細(xì)胞），是因?yàn)樗鼈兇蜷_(kāi)的“書(shū)頁(yè)”不同。你打開(kāi)這一些書(shū)頁(yè)，讀取這些書(shū)頁(yè)里的信息；我打開(kāi)另外一些書(shū)頁(yè)，讀取另一些信息。這樣對(duì)遺傳信息的“選擇性使用”，就形成了各式各樣的細(xì)胞。那細(xì)胞如何有選擇性地打開(kāi)一些“書(shū)頁(yè)”，又選擇性地不打開(kāi)另一些“書(shū)頁(yè)”呢？這就和“書(shū)頁(yè)”自己的性質(zhì)有關(guān)。

在細(xì)胞里，打開(kāi)“書(shū)頁(yè)”的一個(gè)重要“開(kāi)關(guān)”，就是組蛋白的“乙?；薄幕瘜W(xué)上講，就是在組蛋白上面的一些帶正電的基團(tuán)（“氨基”-NH₂）上面帶一頂“帽子”，用“乙酰基”把“氨基”上面的正電荷“屏蔽”掉。組蛋白的正電荷一減少，通過(guò)帶負(fù)電的分子（包括DNA）繞成緊密結(jié)構(gòu)的力量就弱了，這一部分的DNA就會(huì)“松開(kāi)”，相當(dāng)于“書(shū)頁(yè)”被打開(kāi)，里面的信息即可以被讀取了。

除了組蛋白，DNA里面的每個(gè)基因也帶有自己的“開(kāi)關(guān)”。就是“書(shū)頁(yè)”被打開(kāi)了，這些“開(kāi)關(guān)”也能決定基因里面的信息是不是能被讀取。這些“開(kāi)關(guān)”本身也是DNA序列，叫做“啟動(dòng)子”（promoter）。它們和一些叫做“轉(zhuǎn)錄因子”的蛋白質(zhì)相互作用，共同決定基因是“開(kāi)”還是“關(guān)”。如果在“開(kāi)關(guān)”里面的胞嘧啶（用字母C表示）上也戴個(gè)“帽子”，“轉(zhuǎn)錄因子”就“不認(rèn)識(shí)”這個(gè)“開(kāi)關(guān)”了，也就是不能和“開(kāi)關(guān)”里面的DNA序列結(jié)合。這個(gè)DNA上面的“帽子”，就是由一個(gè)碳原子和三個(gè)氫原子組成的，叫做“甲基”的基團(tuán)（-CH₃）。給DNA戴上“甲基”“帽子”的活動(dòng)叫做DNA的“甲基化”。這相當(dāng)于給DNA戴上“隱身帽”，使基因里面的信息無(wú)法被讀取。

所以DNA里面的信息能不能被讀取，除了打開(kāi)基因的開(kāi)關(guān)（啟動(dòng)子）和直接讀取信息的RNA聚合酶（把DNA里面的信息“轉(zhuǎn)錄”到“信使RNA”上去）外，還和DNA的“甲基化”狀況與組蛋白的“乙?；睜顩r有關(guān)。這些“修飾”并不改變DNA分子中核苷酸的順序，但是卻能影響基因中信息的讀取。

而人一生的生活經(jīng)驗(yàn)，無(wú)論是精神的還是身體的，都能改變組蛋白“乙酰化”和DNA“甲基化”的情形，影響我們的精神生活和身體狀況。這些不通過(guò)DNA序列改變而影響身體性狀，有時(shí)并且能傳給后代的變化就叫做“外遺傳”修飾，即發(fā)生在DNA序列外的變化。在英文中，“外遺傳學(xué)”叫做“epigenetics”。其中“genetics”是“遺傳學(xué)”，而前綴“epi-”則表示“在…之上”，“在…之外”的意思。在國(guó)內(nèi)，“epigenetics”也被譯成為“表觀遺傳學(xué)”，表達(dá)的是同樣的意思。

這些“外遺傳”修飾對(duì)身體的影響很大。比如同卵雙胞胎的DNA序列是完全一樣的，按說(shuō)他們得病的類(lèi)型和幾率也應(yīng)該是一樣的。但是醫(yī)生卻發(fā)現(xiàn)，有時(shí)一個(gè)人會(huì)得?。ㄈ绨籽『图t斑狼瘡），另一個(gè)人卻不得。隨后的研究表明，是他們的DNA的“甲基化”的情形不同。DNA“甲基化”的異常也和其它類(lèi)型癌癥的發(fā)生有關(guān)。比如一個(gè)負(fù)責(zé)DNA修復(fù)的基因叫做MLH1，它的異?！凹谆本秃徒Y(jié)腸癌的發(fā)生有關(guān)。具有同樣遺傳物質(zhì)的小鼠，毛色卻常常不同。研究發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)橐粋€(gè)叫agouti的基因的“甲基化”程度不同。

“外遺傳因素”也影響植物的性狀。比如一種叫做“柳穿魚(yú)”的植物（Linaria vulgaris），它的花就有兩種形式。一種是兩側(cè)對(duì)稱(chēng)的，另一種卻是中心對(duì)稱(chēng)的。這兩種花細(xì)胞里面的DNA序列完全相同，不同的是一個(gè)叫Lcyc的基因的“甲基化”情形。

所以“外遺傳”因素的作用，就是影響DNA里面的信息如何被讀取。這和DNA中儲(chǔ)存的信息同樣重要。這就像讀一本建造身體的“使用說(shuō)明書(shū)”，里面的內(nèi)容都是一樣的。但是外遺傳修飾能決定你是不是能打開(kāi)應(yīng)該“讀”的那些書(shū)頁(yè)，或者能不能避免本不該打開(kāi)的書(shū)頁(yè)被翻開(kāi)。

如果DNA序列以外的修飾能夠通過(guò)生殖細(xì)胞傳給下一代，那就有了一種與DNA遺傳不同的遺傳方式，它可以把這一代身體的狀況傳給下一代。但是在實(shí)際上，我們的身體是極力避免這種情況發(fā)生的，并且在生殖的兩個(gè)階段“消除”這些“外遺傳”的修飾。

在身體形成精子和卵子的時(shí)候，DNA上面的“甲基化”和組蛋白上面的“乙?；倍际且幌?，重新設(shè)定的，以適應(yīng)生殖細(xì)胞的功能。同樣，受精卵在發(fā)育成胎兒時(shí)，里面DNA的“甲基化”和組蛋白的“乙酰化”也要重新設(shè)定，以適應(yīng)胎兒發(fā)育的需要。這種消除細(xì)胞原來(lái)的“外遺傳”修飾的機(jī)制，才是生殖細(xì)胞中真正的“孟婆湯”。而且和人過(guò)“奈何橋”時(shí)只喝一次“孟婆湯”不同，在生殖細(xì)胞的形成階段和受精卵階段都要喝“孟婆湯”，也就是要喝這種“湯”兩次。看來(lái)生物為了下一代“重新開(kāi)始”，真的是設(shè)了重重關(guān)卡，要把這一生的所有印跡都“抹掉”。

在過(guò)去，這個(gè)“抹去”印跡的過(guò)程被認(rèn)為是非常徹底的，也就是覺(jué)得細(xì)胞里面的“孟婆湯”非常有效。比如在精子形成的過(guò)程中，不僅要先消除DNA原先的“甲基化”，而且還用另一種堿性蛋白質(zhì)——精蛋白，來(lái)替換組蛋白。這相當(dāng)于把書(shū)里面印字句的書(shū)頁(yè)紙都換成了新紙，那原來(lái)在書(shū)頁(yè)上做的“記號(hào)”（乙酰化）也同時(shí)被消除了。但是在本文中所列舉的上一代的生活經(jīng)歷和身體狀況對(duì)后代的影響卻表明，細(xì)胞里面的“孟婆湯”在消除這一生的記憶上并非100%有效。有一些信息能夠成為“漏網(wǎng)之魚(yú)”，“逃”到下一代的細(xì)胞里面去，影響基因的功能。這種“逃”出“孟婆湯”作用的機(jī)制現(xiàn)在還不完全清楚，但是也有了一些初步的結(jié)果。比如為精子活動(dòng)所需要的基因，它們所結(jié)合的蛋白就仍然是組蛋白，而沒(méi)有完全被精蛋白取代。

外遺傳”機(jī)制可以使動(dòng)物打破DNA序列變化緩慢的限制，使得后代能迅速獲得上一代生物對(duì)環(huán)境因素做出反應(yīng)而發(fā)生的變化，這對(duì)生物種群的生存和繁衍也許是有利的。但是通過(guò)“外遺傳”因子傳遞下去的效果并不總是有利的，上一代不良的環(huán)境和生活習(xí)慣對(duì)后代健康的不利影響就是明顯的例子。

當(dāng)然，外遺傳并不是進(jìn)化。在外因消失以后，這些外遺傳現(xiàn)象也會(huì)逐漸淡化消失，DNA又回到原先的調(diào)控狀態(tài)。但它在以后數(shù)代或數(shù)十代中造成的影響仍是不能被忽視的，有可能對(duì)我們的后代的健康狀況造成不良的后果。另一方面，“外遺傳”狀況的改變又是可逆的。不良的生活習(xí)慣（比如吸煙和吸毒）雖然會(huì)改變有關(guān)基因的“外遺傳”狀態(tài)，但是一旦這些不良習(xí)慣被消除，這些“外遺傳”的改變又會(huì)逐漸減弱以致消失。所以我們無(wú)論是為了自己的健康還是后代的健康，都應(yīng)該改變不良生活習(xí)慣。

于外遺傳學(xué)的研究目前還處于初期階段，其中的許多機(jī)制還不很清楚。而且“外遺傳”的機(jī)制也不限于組蛋白的“乙酰化”和DNA的“甲基化”，還包括小分子核糖核酸（RNA）的作用等等。但是近年來(lái)的研究已經(jīng)開(kāi)始改變?nèi)藗儗?duì)于遺傳的思想和觀念。了解一些外遺傳學(xué)方面的知識(shí)，對(duì)我們自己和我們后代的健康，都是很有幫助的。（朱欽士）