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研究稱污染可改變表觀遺傳信息:可遺傳下代

發布時間:2014-08-20 來源:參考消息網 點擊次數: 打印 作者:記者 字號:

  30多年前,當邁克爾?斯金納的孩子們出生時,他知道,他們的DNA中有大約一半是從邁克爾?斯金納這里遺傳的。那個時候,精子或卵子向胚胎傳遞的DNA被認為是父母的遺傳物質向子女傳遞的唯一途徑,至少對人類和其他哺乳動物是這樣。
  當然,邁克爾?斯金納明白,DNA并不是定數。的確,一個孩子的許多特征會被寫入其DNA,尤其是蛋白編碼基因——控制蛋白質形狀和功能的DNA編碼序列,也是細胞的負重器。不過,養育也起著重要作用。生活中的很多偶然性——人們吃什么、環境中有什么污染物、壓力大不大等等——都會影響基因的運轉。比如,同卵雙胞胎盡管有著高度的基因相似性,卻可能會患上不同的疾病,這時就常會用社會和環境因素的影響來解釋。
  不過在那時,人們還不知道自己給孩子的生物遺產不僅僅是DNA序列——人們的兒女、孫輩甚至重孫輩都可能遺傳一種表觀遺傳信息。像DNA一樣,表觀遺傳信息位于人們的染色體上并調節著細胞功能。但與DNA序列不同,它是對環境做出反應。它可以有多種形式,包括化學物附著于DNA以及染色體蛋白質上的小分子。
  邁克爾?斯金納的實驗室以及其他一些實驗室主要針對大鼠和小鼠的一些研究發現,特定污染物——包括農藥、飛機燃料甚至一些普通塑料——都會引發可導致疾病或生殖問題的表觀遺傳修飾,而這都是在不改變動物DNA序列的情況下發生的。更令人吃驚的是,當這種表突變在生成卵子和精子的細胞中發生時,它們就會明顯地固定下來,并與可能帶來的健康風險一起傳遞給下一代。
  這一領域的科學發展迅速,對人類的長期研究如今也表明,表突變可能也會在人類中一代代地遺傳下去。鑒于人們與其他哺乳動物有著許多共同的生物特性,認為人類也會發生表觀遺傳修飾跨代遺傳似乎是合理的。假如真的如此,那對公共健康領域產生的影響將是非常深遠的。嬰兒潮一代人以及更年輕一輩人的肥胖、糖尿病和其他發展迅速的疾病可能都源自他們的父母以及祖父母一代接觸的DDT和二惡英等污染物。
  大多數表突變的影響不大,或者能在下一代得到糾正,但任何法則都有例外。假如生殖細胞的一個表突變在表觀基因組的重組中得到了保護,差不多就像印記基因那樣,那它就可能繼續影響下一代——甚至可能影響之后的許多代。
  如果這種設想是正確的,表觀遺傳就將對醫學產生重要影響。一些科學家正在研究“肥胖因子”——環境中的化學物質擾亂人體代謝而造成體重增加——是否會以遺傳的方式增加肥胖風險。美國加利福尼亞大學歐文分校的布魯斯?布隆伯格和他的同事2013年研究發現,給懷孕的小鼠喝含有三丁基錫(曾主要作為船舶防污油漆廣泛使用)的水后,其產下的幼崽就容易出現過多的脂肪細胞和脂肪肝。這種變化會持續兩代,而最好的解釋就是表突變。這樣看來,盡管生活方式和飲食的變化肯定在一定程度上導致了過去50年中肥胖、糖尿病等“富國”疾病的增加,但也可以想像,祖輩接觸污染物也增加了人們患這些疾病的可能性。
  當人們給實驗動物注射DDT后,人們發現其第四代幼崽中超過一半都出現了肥胖——雖然其第二代幼崽體型正?!雌饋磉@正是表觀遺傳學所起的作用。對美國這樣上世紀四五十年代出生的一輩人可能受到DDT污染的國家來說,這樣的研究結果具有重要意義。美國上世紀50年代以來的三代人中,成年人的肥胖率急劇增長,現已超過35%。

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