基因組中的“幽靈”：父母如何影響子女

　　作為20世紀最具災難性的政治思想和科學碰撞事件之一，俄羅斯植物學家Trofim Lysenko提出了與基因學說相對立的遺傳學說，來否定淡化孟德爾遺傳概念。他認為在一代人生活的環境能改變后代的表型，而這正是現代往往被認為是拉馬克Lamarckian的遺傳概念。Lysenko認為，孟德爾遺傳和達爾文的進化論都是強調競爭，但他認為生物學基于合作，也就是說一代人的辛勤工作能快速導致物種的改善發展。

　　Lysenko應該說是最著名的支持“生物生活環境會影響后代表型”這一概念的宣傳人之一了，同時他被認為是個江湖騙子，因為他為了達到自己的目的偽造了結果。然而，在過去的幾十年里，科學家們越來越發現“獲得性性狀可以被遺傳”這并不完全錯了。一些表觀遺傳標記，基因組序列中未編碼的信息，生物生命周期中對環境條件的應答都表明這些信息也許是可以遺傳的。

　　這些發現有助于現代科學深入到環境的跨代影響研究中，現在研究人員開始分析表觀遺傳的機制，尋找祖先影響后代的證據。

　　生物遺傳機制

　　父母遺傳給孩子是生活中我們普遍都知道的規律，這也是進化的核心所在。然而我們對生物遺傳機制的理解卻遠沒有跟上進化的腳步——當1859年Charles Darwin出版物種起源的時候，Gregor Mendel才剛剛開始他基于豌豆的遺傳學概念實驗，而且我們也花費了近一個世紀的時間才闡明了DNA雙螺旋結構，清晰的解析了遺傳物質如何被拷貝和傳遞給后代。

　　更復雜的還在后面：除了基因組序列外，所謂表觀遺傳學的機制，一個相對簡單的例子就是細胞命運遺傳。雖然你身體中每一個細胞都具有基本上相同的基因，但當肝細胞分裂時，它總是生成兩個肝細胞，從來沒有出現過一個皮膚細胞。

　　在一點上，研究人員推測認為分化成特殊細胞類型會永久丟失某些基因組成分。然而1958年，英國發育生物學家John Gurdon發現如果將一個分化細胞注射到青蛙卵胞漿中，就有可能產生一個完整蝌蚪。因此細胞類型的遺傳是由轉錄因子，以及基因組表觀遺傳學標記介導的。

　　表觀遺傳在多個方法發揮著作用，近年來的研究證明父母可以把表觀遺傳信息傳遞給他們的孩子，跨代表觀遺傳學逐漸被接受，不少科學家們開始嘗試了解祖輩的環境條件對未來幾代人表型的影響。

　　當然這種概念不能完全用早期獲得性遺傳（Lamarckian inheritance）來概括，事實上，獲得性后天遺傳很難用拉馬克的概念來定義描述，后者并沒有包含自然選擇的基本概念，而且也沒有表型變異優于環境調整的說法。不過Darwin和Lamarck都認為個體生活中的獲得性狀可以遺傳：Darwin曾提出了一個“gemmules”的遺傳模型，指出個體所有組成部分中攜帶的信息都會改變下一代的表型。

　　媽媽改變的最多

　　最早發現父母環境條件影響后代患病幾率的是英國流行病學家 David Barker，他在上個世紀80年代注意到，出生體重低的嬰兒更有可能患上糖尿病和冠心病。由此他提出現在流行的“節儉表型”（thrifty phenotype），即宮內營養不良會使得嬰兒在生長過程中逐漸適應，并且努力獲得足夠的營養以滿足大腦的需要。這種節儉基因會在營養缺乏的環境下節約能量以適應惡劣環境，當食物供應緊張時給予存活優勢，當食物充足時這些基因則可能是有害的。在高能、高脂等膳食的刺激下可造成胰島β細胞、肌肉和脂肪的組織結構和生理功能損傷，從而引起胰島素分泌不足或胰島素敏感性下降，使人肥胖，導致胰島素分泌缺陷和胰島素抵抗。