【普鲸甲基化小讲堂】第1讲 - 到底什么是表观遗传学

元旦那天相信不少小伙伴都观看了B站的跨年晚会，我们熟悉的腾格尔大爷也倾情奉献了精彩的演出。腾大爷可是被网友笑称为“钢铁之翼”，当年翻唱的《隐形的翅膀》席卷整个网络。

同样一首曲谱，可以是甜美的“隐形的翅膀”，也可以表现为“钢铁之翼”，这大概是对表观遗传学最好的比喻了。同样的DNA序列，最后却表达为不同的可遗传的形式，这就是表观遗传学的核心定义了。

表观遗传学（Epigenetics)的概念是在1942年由Conrad H. Waddington提出的，他把epigenesis 与genetics 这两个词语组合起来形成了我们现在所熟知的epigenetics这一单词。而epigenesis这个词是古希腊哲学家亚里士多德所使用的一种关于发育的观点，它的意思是相对于preformation（先成论）而言，epigenesis认为机体的发育不是现成模板的简单放大，而是在发育过程中逐渐改变形成的，因此后来又有人把epigenesis翻译为后成论。Waddington用epigenetics这一新创的术语来说明有时遗传变异并不导致表型改变，以及基因如何与环境相互作用产生表型。

现今，表观遗传学的概念已经扩大很多了，比如small RNA、DNA Modification, Post-translational Mod ification等都属于表观遗传学范畴之内。而表观遗传学最引人瞩目的地方就是它可以是一种获得性遗传（嗯，有没有想起拉马克？），其外在表现就是Transgenerational Inheritance，环境变化引起表观修饰，而这种变化是可以传递给后代的。

比如2014年，在Cell上就发表了一篇Oliver Hobert等的研究。这个研究以线虫（C. elegans）为研究对象，阐述了饥饿环境对线虫产生的遗传性影响。

实验显示，将线虫分为饥饿组及对照组，其中饥饿组在幼虫时期开始就持续对其进行饥饿性处理，但是对两组的后代均给予相同的非饥饿性喂养，最终结果显示饥饿处理组的线虫在其第三代的表型上出现了较长的寿命。

线虫不是特例，在2018年的一篇报道中，研究者发现人的睡眠不足会导致DNA甲基化发生组织特异性的改变，进而影响脂肪组织的甲基化水平，最终反映在血液中代谢物的改变上。这一研究为深入了解睡眠和昼夜节律如何促进体重增加和肌肉减少症提供了一种观点。

所以啊……同学们，现在大家知道别吃过饱别睡太多是多么的有必要了吧？！

基因组DNA的甲基化是表观遗传学中最经典的一部分，后续的系列文章将全面阐述DNA甲基化的方方面面，欢迎关注我们的系列文章。

参考文献：

1.Rechavi O, Houri-Ze'evi L, Anava S, Goh WSS, Kerk SY, Hannon GJ, Hobert O. Starvation-induced transgenerational inheritance of small RNAs in C. elegans. Cell. 2014 Jul 17;158(2):277-287.

2.Cedernaes J, Schönke M, Westholm JO, Mi J, Chibalin A, Voisin S, Osler M, Vogel H, Hörnaeus K, Dickson SL, Lind SB, Bergquist J, Schiöth HB, Zierath JR, Benedict C. Acute sleep loss results in tissue-specific alterations in genome-wide DNA methylation state and metabolic fuel utilization in humans. Sci Adv. 2018 Aug 22;4(8):eaar8590.