科学美国人：环境污染通过改变表观遗传信息传递给下一代

美国《科学美国人》杂志8月号发表题为《一种新的遗传》的文章，作者为华盛顿州立大学生殖生物学中心主任迈克尔·斯金纳。文章内容如下：

30多年前，当迈克尔·斯金纳的孩子们出生时，他知道，他们的DNA中有大约一半是从迈克尔·斯金纳这里遗传的。那个时候，精子或卵子向胚胎传递的DNA被认为是父母的遗传物质向子女传递的唯一途径，至少对人类和其他哺乳动物是这样。

当然，迈克尔·斯金纳明白，DNA并不是定数。的确，一个孩子的许多特征会被写入其DNA，尤其是蛋白编码基因——控制蛋白质形状和功能的DNA编码序列，也是细胞的负重器。不过，养育也起着重要作用。生活中的很多偶然性——人们吃什么、环境中有什么污染物、压力大不大等等——都会影响基因的运转。比如，同卵双胞胎尽管有着高度的基因相似性，却可能会患上不同的疾病，这时就常会用社会和环境因素的影响来解释。

不过在那时，人们还不知道自己给孩子的生物遗产不仅仅是DNA序列——人们的儿女、孙辈甚至重孙辈都可能遗传一种表观遗传信息。像DNA一样，表观遗传信息位于人们的染色体上并调节着细胞功能。但与DNA序列不同，它是对环境做出反应。它可以有多种形式，包括化学物附着于DNA以及染色体蛋白质上的小分子。

迈克尔·斯金纳的实验室以及其他一些实验室主要针对大鼠和小鼠的一些研究发现，特定污染物——包括农药、飞机燃料甚至一些普通塑料——都会引发可导致疾病或生殖问题的表观遗传修饰，而这都是在不改变动物DNA序列的情况下发生的。更令人吃惊的是，当这种表突变在生成卵子和精子的细胞中发生时，它们就会明显地固定下来，并与可能带来的健康风险一起传递给下一代。

这一领域的科学发展迅速，对人类的长期研究如今也表明，表突变可能也会在人类中一代代地遗传下去。鉴于人们与其他哺乳动物有着许多共同的生物特性，认为人类也会发生表观遗传修饰跨代遗传似乎是合理的。假如真的如此，那对公共健康领域产生的影响将是非常深远的。婴儿潮一代人以及更年轻一辈人的肥胖、糖尿病和其他发展迅速的疾病可能都源自他们的父母以及祖父母一代接触的DDT和二恶英等污染物。

大多数表突变的影响不大，或者能在下一代得到纠正，但任何法则都有例外。假如生殖细胞的一个表突变在表观基因组的重组中得到了保护，差不多就像印记基因那样，那它就可能继续影响下一代——甚至可能影响之后的许多代。

如果这种设想是正确的，表观遗传就将对医学产生重要影响。一些科学家正在研究“肥胖因子”——环境中的化学物质扰乱人体代谢而造成体重增加——是否会以遗传的方式增加肥胖风险。美国加利福尼亚大学欧文分校的布鲁斯·布隆伯格和他的同事2013年研究发现，给怀孕的小鼠喝含有三丁基锡(曾主要作为船舶防污油漆广泛使用)的水后，其产下的幼崽就容易出现过多的脂肪细胞和脂肪肝。这种变化会持续两代，而最好的解释就是表突变。这样看来，尽管生活方式和饮食的变化肯定在一定程度上导致了过去50年中肥胖、糖尿病等“富国”疾病的增加，但也可以想像，祖辈接触污染物也增加了人们患这些疾病的可能性。

当人们给实验动物注射DDT后，人们发现其第四代幼崽中超过一半都出现了肥胖——虽然其第二代幼崽体型正常——看起来这正是表观遗传学所起的作用。对美国这样上世纪四五十年代出生的一辈人可能受到DDT污染的国家来说，这样的研究结果具有重要意义。美国上世纪50年代以来的三代人中，成年人的肥胖率急剧增长，现已超过35%。

作者：新浪科技