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如何理解与看待表观遗传学

12月21日 编辑 39baobao.com

[宝宝模样大构想遗传学]在期待孩子出世的同时,你是不是已经不止一次的想象过小宝宝的模样。宝宝会长得像你吗?科学家们把遗传因子形象地比喻为一张 人体设计图 。它通过妈妈的卵子和爸爸的精子传向...+阅读

表观遗传学的概念基于遗传学而来,不是单纯的体外在环境导致的甲基化和乙酰基化改变,也不是简单转录因子和miRNA等等基因调控,它的指的是由非DNA变异而改变表型的‘可遗传的’现象。现在众多所谓的表观遗传学研究实际上都没有跳出经典遗传学的定义。

经典数量遗传学早已经把表型变异归因到遗传和环境单独效应和互作:

V= G + E + GxE

V: phenotypic variance, 表型变量,G: Genetic variance, 遗传变量,E: environmental variance,环境变量

这里的GxE,即遗传与环境互作,就是众多体外环境影响甲基化水平等等等等等的研究,早就是经典遗传学的一部分,并非表观遗传学。

把环境因素抛开,遗传变量又可以再次归因到几个部分:

G = A + D + epistasis

A: additive genetic variance, 加性遗传效应,D: Dominance, '显性遗传效应'?忘记了怎么翻译,'epistasis: gene-gene interaction,上位效应,或者基因互作

这里的epistasis, 基因互作, 就包含了所谓的转录因子和miRNA,lincRNA,非编码RNA调控等等等等基因间的调控,也并非表观遗传学。

不过这些跳出孟德尔遗传模式的非表观遗传现象,例如D+epistasis再加上伴性遗传,又可以称作非孟德尔遗传。而且非孟德尔遗传模式也非常有研究价值,诸如时下流行的各种转录组水平上的调控因子,就不再赘述。

真正意义上的表观遗传学要跳出以上经典遗传学的框架才算是有大的突破。

从整个生物群体上来讲,表观遗传对个体的影响比起遗传来讲,并非主要的,但是仍然可以对某些生物的某个性状产生超过遗传因素的影响。其中对可传代的表观遗传(Transgenerational epigenetic inheritance)模式研究还有不少突破,review可以看这篇:

Transgenerational epigenetic inheritance: prevalence, mechanisms, and implications for the study of heredity and evolution.

经典的小鼠传代表观遗传实验:子代遗传父亲恐惧记忆,Nature Neuroscience:

Fearful memories haunt mouse descendants : Nature News & Comment

因为本人是做大型动物的,大型动物类别中的经典表观遗传学例子:美臀羊, 超极显性, polar overdominance. Polar Overdominance at the Ovine callipyge Locus

带有此变异的羊会形成一个丰满的屁股,而此变异只会在从父本遗传过来的变异杂合子中才会体现这个表型,并且在子代出生一年之后表型才会开始表达,而且只表达在屁股肌群上,身体前半部分肌群,包括肩部胸部,没有任何变化。形成机理通过在DLK1-DIO3 locus 区间父源和母源不同的印迹基因和非编码RNA以及基因间的共同作用,外加与环境互作。这个例子的研究论文非常多,最近的进展可以看这里:New insights into polar overdominance in callipyge sheep.

总体来说,如果想在表观遗传学领域有大的发现,找准性状来研究十分重要,或者说,运气很重要。。。。因为大多数正常或者疾病性状都是经典的遗传和环境互作而来的,真正意义上的纯表观遗传或者说主要由表观遗传主导的性状,还是很少。

以下为关联文档:

2017年美国匹兹堡大学公共卫生学院申请之人类遗传学互联网留学360介绍,匹兹堡大学(University of Pittsburgh,简称PITT)成立于1787年,是美国第十所最早的大学且学术声望非常高。匹兹堡大学在其匹兹堡市区的校区内共有本科、研究生...

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