这项研究提出了表观遗传信息是如何遗传的问题

近年来，有证据表明，我们的饮食、习惯或创伤经历将对我们孩子的健康产生影响，甚至是我们的孙子孙女。对于这种情况是如何获得最多金钱的解释是所谓的表观遗传学——我们的脱氧核糖核酸上或周围的化学“标记”模式被认为是遗传的。但是剑桥大学的一项新研究表明，这种非遗传的遗传机制可能非常罕见。

然而，同样来自剑桥的第二项研究表明，传播环境影响的一种方式实际上可能是在父亲精子中发现的被称为核糖核酸的脱氧核糖核酸产生的分子。我们从父母那里继承自然特征的机制很清楚：我们一半的基因来自母亲，一半来自父亲。然而，不了解父母环境和行为的“记忆”可能会代代相传。

表观遗传学已被证明是一个有吸引力和受欢迎的解释。人类基因组由DNA组成——我们的基因蓝图。然而，我们的基因组已经被许多“表观基因组”所补充，这些表观基因组随着细胞类型和发育时间而变化。表观遗传标记与我们的DNA有关，部分决定基因是否开启，影响基因的功能。最容易理解的表观遗传修饰是脱氧核糖核酸甲基化，它在脱氧核糖核酸的碱基上放置一个甲基(构成我们遗传密码的甲、丙、庚或丁)。DNA甲基化与表观遗传学相关的一个模型是一种叫做阿古提活黄的小鼠突变体。这只老鼠的皮毛可以是完全黄色、完全棕色，也可以是这两种颜色的图案——然而，尽管它们的皮毛颜色不同，但它们的基因是相同的。

这种情况的解释取决于表观遗传学。在毛色的关键基因之一旁边，是一个被称为“转座因子”的遗传密码——一个移动的小DNA盒子’，实际上在小鼠基因组中重复了很多次，但它在这里可以调节毛色。基因。因为这些转座因子中的许多来自外部来源——例如，来自病毒的基因组——它们可能对宿主的脱氧核糖核酸构成威胁。但是生物已经进化出一种通过甲基化控制其运动的方法，甲基化通常是沉默的表观遗传标记。

在被包被基因的情况下，如果甲基化完全关闭转座因子，小鼠就会变成棕色；如果甲基化完全失败，老鼠就会变成黄色。但这并不影响遗传密码本身，只影响DNA片段的表观遗传景观。

但是，黄色被膜的雌性更容易有黄色被膜的后代，而棕色被膜的雌性更容易有棕色被膜的后代。换句话说，转座因子的表观遗传调控行为是以某种方式从父母传给后代的。剑桥大学遗传学系安妮弗格森-史密斯教授领导的研究团队开始对这一现象进行更详细的研究，询问是否存在类似的可变甲基化转座因子，可能会影响其他地方小鼠的特征，是否存在这些甲基化“记忆”的模式，可以代代相传。他们的研究成果发表在《细胞》杂志上。

研究人员发现，虽然这些转座因子在整个基因组中都很常见——转座因子约占小鼠总基因组的40%——但大多数转座因子都被甲基化完全沉默，因此它们对基因没有影响。这些序列中只有大约1%是可变甲基化的。它们中的一些可以调节附近的基因，而另一些可以调节位于基因组更远处的具有远程能力的基因。当研究小组研究这些区域的甲基化模式可以遗传给后代的程度时，他们详细研究的六个区域中只有一个显示出表观遗传学的证据——即使如此，影响也很小。此外，只有母亲的甲基化模式被传播，而不是父亲。

“人们可能会认为，我们发现的所有可变甲基化元素都会显示出对父母表观遗传状态的记忆，就像阿古提活黄小鼠的毛发颜色所观察到的那样，”该研究的首批作者之一泰萨贝尔托齐博士说关于我们的表观遗传信息传递给后代的程度，有很多令人兴奋和猜测的地方，但我们的工作表明，它并不像以前认为的那样普遍。“事实上，我们表明这些转座因子的甲基化标记是一代一代被重新编程的，”弗格森-史密斯教授补充道。”是的，甲基化从大多数基因组中被消除，受精卵被植入子宫。卵子和精子是以前产生的，这个过程又放回去了。一旦一个机构确定了重建后我们就有了区域甲基化模式，而这种全基因组的擦除仍然是一个谜。

“我们知道，一些基因——如印记基因——在早期胚胎中不会以这种方式被重新编程。但这些是例外，不是规则。”

弗格森-史密斯教授说，有证据表明，一些环境诱发的信息可以通过某种方式传递下去。例如，她对老鼠的研究表明，怀孕期间营养不良母亲的后代患二型糖尿病病和肥胖症的风险增加，他们的后代将继续肥胖和患糖尿病。她再次表明，DNA甲基化不是罪魁祸首——那么这是如何发生的呢？答案可能来自英国韦尔科姆/癌症研究所古尔登研究所的研究，该研究所还与苏黎世大学伊莎贝尔曼苏伊教授和剑桥大学瑞士联邦理工学院的实验室合作。在一项在老鼠身上进行的研究中，发表在《分子精神病学》杂志上，他们报道了早期生活创伤的“记忆”，如

何通过精子携带的RNA分子传递给下一代。

来自Gurdon研究所和Mansuy实验室的Katharina Gapp博士此前已经证明，出生后的创伤不仅会增加直接暴露个体的行为和代谢紊乱风险，还会增加其后代患者的风险。现在，研究小组已经证明创伤可以导致父亲精子中“长链RNA”(含有超过200个核苷酸的RNA分子)的改变，这些都会导致代际效应。这补充了早期的研究，发现精子中“短RNA”分子(少于200个核苷酸)的变化。RNA是一种具有多种功能的分子，包括一些称为信使RNA的长版本，将DNA代码“翻译”成功能蛋白并调节细胞内的功能。

通过一系列行为测试，研究小组发现长RNA介导的对后代产生的特定影响包括冒险，增加胰岛素敏感性和暴饮暴食，而小RNA则传达了绝望的抑郁样行为。Gapp博士说：“虽然其他研究小组最近表明小RNA有助于遗传慢性压力或营养变化的影响，但我们的研究表明，长RNA也可能有助于传递早期生命创伤的一些影响。为这一难题添加了另一篇文章，以便在世代相传的情况下进行潜在的干预措施。“