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冬日饥荒:一种挑战经典达尔文进化论的本质特征的生物学(非标题党)

2017-12-21 哲学园


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老蝉按:遗传上有关种族差异的研究,是一个被“政治正确”长期压制的领域,一不小心就会被扣上种族歧视的帽子。智力、种族、暴力和性取向,并称为遗传学四大雷区。老蝉也一直被这些问题所困惑,生物之间基因的相似与其表型的差异,实在是让人困惑和惊异:我们是被基因决定了的吗?基因型的微小差异为何在其表现型上会有巨大的差异?我们是要为差异唱赞歌还是要为相似而庆幸?(比如,我们与其他种族之间的各种相似与差异)。传统的遗传学和分子生物学都无法解决这些困惑,而且很容易导出一种政治不正确的结论。


而表观遗传学给传统遗传学打开了一扇光明之门,它声称遗传并非由基因唯一地决定,但也并非如拉马克那样的“用进废退”(这是一种与达尔文进化论不同的观点,已经被认为是错误的),而是一种基于细胞记忆的遗传学,这种遗传学受环境影响巨大,可以在数代内产生影响。那么那些政治不正确的结论就可以有政治正确的解释了-----如种族间的基因表型差异是可以在短期内在细胞层面得到改变(表型的),而趋于一致和相似----当然,我们不是说可以让一位黑人在三代内变成白人。


具体关于表观遗传学的知识,可以阅读本文,这篇文章摘自《基因传》,作者大名鼎鼎,作为一名生物科学家,其《癌症传》获得普利策文学奖,而新出的《基因传》则是为了弥补《癌症传》的原理上的来龙去脉交待得不够清楚而作的,可以称为《癌症传》的前传。关于《基因传》的详细可参考阅读:基因时代来临!人人都应该了解的基因知识!(哲园重磅)


建议先阅读正文,然后回头阅读以下链接。


Nature:争议中前行的表观遗传学

表觀遺傳學

华人生的孩子为什么越来越不像中国人?

“注定”能否被改变?

遗传学研究的 四大“雷区”

表观遗传修饰在应激诱发抑郁症中的作用

一万年的爆发

《一万年爆发》:争议及“基因-文化”共进化



冬日饥荒

表观遗传学与沉默的基因


选自《基因传》

[美]悉达多·穆克吉

同卵双胞胎拥有完全相同的遗传密码。他们不仅共同孕育于同一个子宫,而且通常来说生长环境也极为相似。考虑到这些因素后,我们就不会对双胞胎之间的一致性感到诧异,如果其中某个双胞胎患有精神分裂症,那么另一个双胞胎罹患该病的概率应该很高。事实上,我们应该思索为什么这个数字不能更高?例如说概率为什么不是100%?

-------内莎·凯里(NessaCarey)

《表观遗传学革命》


(The Epigenetics Revolutiom)基因概念在20世纪得到了迅猛发展,并且将我们引领到生物学新时代的边界,而这也为人类社会进步提供了坚定的承诺。与此同时,在其他生物学体系概念、观点与思想的推动下,基因势必摆脱原有的束缚,在生命科学的天空里自由翱翔。


------伊夫林·福克斯·凯勒

《生物医学中的人类学》

(An Anthropology ofBiomedicine)



在前述章节中隐藏着一个亟待解决的问题:如果“自我”只是事件与基因之间交互作用产生的偶然现象,那么我们又该如何证明这个过程呢?例如,双胞胎中的一个在冰面摔倒导致膝盖骨折,然后受伤部位形成骨痂,而另一个双胞胎却安然无恙。再如,某位孪生姐妹嫁入了德里的名门望族,而另一个却只能委身于加尔各答的没落人家。那么细胞或机体是通过何种机制来记录这些“命运”的呢?


其实在过去的几十年间,人们公认基因就是解决上述问题的标准答案。更确切地来讲,答案在于如何调控基因的启动或者关闭。20世纪50年代,莫诺与雅各布在巴黎已经证实,当细菌所需的养分从葡萄糖转换为乳糖时,它们将关闭葡萄糖代谢基因并启动乳糖代谢基因。将近30年以后,两位研究蠕虫的生物学家发现,邻近细胞发出的信号可以决定某个细胞的命运,它们将通过启动或者关闭主控基因导致细胞谱系发生改变。当某个双胞胎在冰面摔倒后,其体内促进伤口愈合的基因就会启动,并且让骨折断端硬化形成骨痂。甚至就连大脑在储存复杂记忆的时候也伴随着基因的启动与关闭。当夜莺遇到其他同类发出与众不同的鸣叫后,其大脑中的ZENK基因表达水平就会升高。可是如果这种叫声来自不同的物种或者表现为降调,那么ZENK基因的表达水平将大打折扣,而夜莺也不会对于这种声音留下记忆。


但是对于细胞与机体(针对环境输入做出应答:跌倒、意外与创伤)中的基因活化与抑制作用来说,它们能给基因组留下某种永久性的标志或印记吗?当生物体进行复制的时候,这些标志或印记可以传递给其他生物体吗?来自环境的信息能否跨代进行传递呢?


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我们现在即将进入基因发展史上最具争议的领域,理清某些重要的历史脉络是当务之急。20世纪50年代,英国胚胎学家康拉德·沃丁顿(Conrad Waddington)就曾经尝试着去理解环境信号对于细胞基因组的影响。他在胚胎发育过程中注意到,成千上万种不同类型的细(神经元、肌细胞、血细胞以及精细胞)均源自同一个受精卵。沃丁顿为此做了一个非常形象的比喻:胚胎分化的过程就像无数颗弹珠从沟壑纵横的斜坡上滚落。他认为每个发育中的细胞在“沃丁顿景观”中都有自身独特的路径,但是由于它们在途中被困在某些特殊的沟坎或缝隙中,因此限制了细胞分化的类型。


在沃丁顿看来,细胞周围环境对于基因的影响方式令他十分好奇。他将这种现象称为“表观遗传”,其字面含义就是“基因之外”[1]。沃丁顿写道,表观遗传学关注的是“基因与其周围环境交互作用后产生的表型”。


如果仅凭基因的瞬间启动与关闭就可决定机体的命运,那么这个过程为何无法逆转呢?尽管上述问题看似无足轻重,但却是长期困扰生物学家的难题:如果不存在“锁定”命运的正向机制,那么也就无从谈起什么反向机制。如果基因开关的作用时间转瞬即逝,那么为何命运或记忆却无法做到昙花一现呢?为什么我们不能返老还童呢?


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此时沃丁顿从一项可怕的人体实验中找到了理论依据,万幸其结果并没有对受试人群的后代产生显著影响。1944年9月,第二次世界大战进入最为残酷的阶段,占领荷兰的德国军队禁止将粮食与煤炭运往该国的北部地区,并且全面封锁了水陆交通。鹿特丹港的起重机、船只以及码头全部被炸毁,整个情景就像某位电台播音员描述的那样,只留下了一个“在死亡边缘痛苦挣扎的荷兰”。


[1]沃丁顿起初把后成说(epigenesis)当作动词而非名词来看待,人们曾经用它来描述单个细胞发育成为胚胎的过程(“后成说”反映了不同类型细胞的胚胎发生过程,例如,神经元与皮肤细胞均来自原始受精卵。随着时间推移,“表观遗传学”逐渐引起人们的重视,它被用来描述细胞或者生物体在基因序列不变(例如基因调控)的情况下获得各种表型的途径。更为流行的说法是,在DNA序列不变的情况下,影响基因调控的DNA发生了化学或物理变化。某些科学家认为“表观遗传学”只适用于那些可遗传的改变,例如,从细胞到细胞或者从生物体到生物体,而“表观遗传学”捉摸不定的含义在该领域引起了巨大的困惑。


由于荷兰的内陆河网四通八达,因此封锁无疑让这个处于战火中的国家雪上加霜,而阿姆斯特丹、鹿特丹、乌得勒支与莱顿等城市的食品与燃料供应完全依赖外界定期运输。到了1944年初冬,送抵瓦尔河与莱茵河北部省份的战时配给严重供不应求,当地百姓面临着饥荒的威胁。虽然同年12月水路重新开放,但是航道已经完全冻结。首先是黄油从餐桌上消失,接下来是奶酪、肉、面包与蔬菜。在绝望、寒冷与饥饿的驱使下,人们先是用自家院子里种植的郁金香球茎与菜皮充饥,然后又被迫开始食用桦树皮、树叶与野草。最终,食物摄入量降至每天约400卡路里,只相当于3个土豆所能提供的热量。有人曾经写道,人们“只剩下饥饿与本能”。时至今日,这段历史依然铭刻在荷兰人民的记忆中,并且被正式称为“冬日饥荒”(Hunger Winter)或“饥饿冬天(Honger winter)”


这场饥荒一直持续到1945年。虽然死于营养不良的男女老幼数以万计,但是最终还是有几百万人得以幸免。在这种营养条件剧烈变化的过程中,实际上催生出某种可怕的自然实验:当人们摆脱了冬日饥荒的煎熬后,研究人员开始审视突如其来的灾难对特定人群的影响,而他们曾经预测人们会出现诸如营养不良与生长迟缓之类的表现。此外,饥荒中幸存的儿童也面临着慢性健康问题:抑郁、焦虑、心脏病、牙龈病、骨质疏松症与糖尿病等。(著名女演员奥黛丽·赫本也是幸存者之一,她曾经饱受各种慢性病的折磨。)


然而到了20世纪80年代,研究人员却发现了一种非常有趣的模式:对于那些在冬日饥荒期间怀孕的女性来说,她们的孩子在长大成人后具有较高的肥胖症与心脏病发病率。当然这一发现也在预料之内。由于子宫内的胎儿在营养不良的条件下会出现生理机能变化,因此在营养物质缺乏的情况下,胎儿的代谢方式将改为通过储存大量脂肪来抵御热量损失,从而导致迟发性肥胖与代谢紊乱。但是如果想要从冬日饥荒中获得具有说服力的结果,那么我们还需要把其后代的数据纳入综合考虑。20世纪90年代,研究人员发现冬日饥荒幸存者的孙辈也存在较高的肥胖症与心脏病发病率。不知什么原因,突如其来的饥荒不仅对于经历浩劫的幸存者基因产生了影响,而且这些遗传信息还传递到了他们的孙辈。因此某些遗传因素或因子必定已经在饥饿人群的基因组中留下烙印,并且其作用还至少延续了两代人。冬日饥荒不仅载入了史册,同时也形成了这个民族的遗传记忆。[1]


[1]有些科学家认为冬日饥荒研究本身就存在偏倚:患有代谢性疾病的父母(例如肥胖症)可能会调整孩子的膳食选择,或者以某些非遗传的方式来改变他们的习惯。批评家则认为,此类代际“传递”的因子并不是遗传信号而是文化或膳食选择。


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但什么是“遗传记忆”呢?遗传记忆是如何超越基因本身进行编码的呢?沃丁顿并未接触过关于冬日饥荒的研究,尽管大部分结果直到他于1975年去世时都未引起重视,但是遗传学家还是机敏地发现了沃丁顿假说与上述多代疾病之间的联系。其中的“遗传记忆”现象显而易见:饥荒幸存者的子孙容易发生代谢性疾病,仿佛他们的基因组携带有祖辈代谢异常的记忆。但是基因序列的改变不可能是产生此类“记忆”的原因:这项队列研究涵盖的人数成千上万,他们的基因不会在祖孙三代人中均发生同样的突变。对于冬日饥荒的幸存者来说,“基因与环境”之间的交互作用改变了他们的表型(例如,发展成某种疾病的倾向)。当人们遭遇饥荒的折磨后,必定会有某种成分融入了基因组,而这些永久性的遗传标记可以世代相传。


假如上述信息能够插入基因组,那么它将带来前所未有的改变。首先,它将挑战经典达尔文进化论的本质特征。从理论上来讲,达尔文进化论的一个重要观点就是,基因无法以某种永久性的可遗传方式来记住生物体的经历。即便羚羊使劲伸长脖子想去够到高处的树叶,其基因也不会为这种努力留下印记,而它的后代更不可能变成长颈鹿(请不要忘记,拉马克进化论的谬误之处就是把适应性直接作为遗传性状)更确切地来说,长颈鹿的出现是自发变异与自然选择的结果:它们的祖先中可能会出现某些颈部较长的突变体,而在饥荒肆虐期间,这些具有长颈的个体经过自然选择后得以生存。奥古斯特·魏斯曼曾经切断五代小鼠的尾巴来验证环境因素是否能够永久性地改变它们的基因,可是他没有想到第六代小鼠依然长出了完整的尾巴。进化可以在不经意之间造就完美适应环境的生物体:理查德·道金斯认为进化是个丢三落四的“盲眼钟表匠”生存与选择是进化的唯一驱动力,突变则是它仅存的记忆。


对于冬日饥荒幸存者的孙辈来说,他们获得祖辈饥荒记忆的机制与突变和选择无关,而是把环境信息转化成为某种可以遗传的因子。我们可以将此类“记忆”遗传的形式视为进化过程中的“虫洞”。例如长颈鹿的祖先并没有经过马尔萨斯逻辑、生存与选择的考验,这些个体可能只是把伸长脖子的记忆永远铭刻在其基因组中。依此类推,切断尾巴的小鼠在把信息反馈给基因后应该生出短尾的后代。此外,在启发性环境下成长的孩子的子孙也应具有积极向上的心态。其实上述想法不过是达尔文泛生论的复述,无非是想说明生物体特殊的经历或者历史可以直接影响基因组。这种系统就像是生物体适应性与进化之间的快速公交,它可以让盲眼钟表匠重见光明。


然而沃丁顿本人在该问题的答案上有着自己独到的见解。沃丁顿从年轻时就信仰马克思主义,他认为发现基因组中的“记忆定格”元素不仅可以完善人类胚胎学研究,还将帮助其实现宏伟的政治抱负。如果可以通纵操纵基因记忆来左右细胞的功能,那么也许人类也可以被思想改造(回想一下李森科曾对小麦植株的尝试,还有斯大林试图消灭不同政见者的举动)。这种过程可能会抹去细胞的固有身份,并且允许其沿着“沃丁顿景观”反向运动,于是成体细胞开始向胚胎细胞转化,原有的生物钟也发生了逆转。它甚至有可能解开关于人类记忆、身份与选择的固定不变之谜。


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直到20世纪50年代末期,表观遗传学还处于远离现实的想象阶段:当时没有人能够从基因组水平诠释细胞的历史或身份。1961年,在相距不足20英里的地方,研究人员在6个月之内分别进行了两项不同的实验,其结果将改变人们对于基因的理解,并且为沃丁顿的理论提供强有力的支持。


1958年夏季,约翰·格登(John Gurdon)在牛津大学读研期间开始专注于青蛙的生长发育。格登在人们的印象中并不是个有前途的学生,他的生物学成绩曾经在全年级250人中排名倒数第一。但是就像格登自己描述的那样,他“做事十分专注”。而格登此后也在研究中把自身的优势发挥到了极致。20世纪50年代早期,两位在费城工作的科学家通过吸出细胞核的方法将未受精青蛙卵细胞中的全部基因去除,然后再将其他青蛙的基因组注入剩下的无核卵细胞内。这就像是把假鸟偷偷放入鸟巢,然后期待它可以在那里正常发育。那么“鸟巢”(也就是去除全部自身基因的无核卵细胞)是否含有其他青蛙基因组发育成胚胎所需的所有因子呢?实验结果证明了上述结论,来自费城的研究人员将某只青蛙的基因组注入无核卵细胞后孵出了蝌蚪。我们可以把它视为某种极端的寄生方式:卵细胞不过是个宿主或容器,它为来自正常细胞的基因组提供了场所,并使其发育成完全正常的成年动物。研究人员将这种方法称为核移植,由于在实际应用中成功率极低,因此他们最终基本上放弃了该技术。


格登对上述研究非常着迷,于是他也开始在实验中尝试这种方法。值得注意的是,前面那两位费城同行注入去核卵细胞的是幼胚细胞核。1961年,格登将成年青蛙小肠细胞的基因组注入去核卵细胞,希望能够借此来验证该方法是否可以培养出蝌蚪。8在当时的实验条件下,格登面临着巨大的技术挑战。为了确保细胞质完好无损,格登首先通过极低剂量的紫外线照射来破坏未受精青蛙卵细胞的细胞核。然后就像跳水运动员纵身跃入泳池一样,他用极其锋利的细针垂直刺破卵膜,并且在膜表面几乎无损的前提下将包裹于液体中的成年青蛙细胞核注入。


这种将成年青蛙细胞核(即全部基因)移植到去核卵细胞的实验大获成功:格登培养出的蝌蚪具有全部正常功能,同时每只蝌蚪均携带有与成年青蛙基因组完全一致的拷贝。如果格登能够将某只青蛙的多个成体细胞核移植到多个去核卵细胞中,那么他不仅可以培养出完美的蝌蚪克隆,还能够实现原始供体青蛙的克隆。该过程可以循环往复地持续下去:这些克隆将会不断产生新的克隆,而所有的个体都将携带相同的基因型,也就是说此类复制过程通过无性繁殖即可完成。


格登的实验结果激发了许多生物学家的想象力,但是产生这种轰动与其科幻小说般的情节毫无关系。格登曾经在实验中使用青蛙的小肠细胞培育出18个克隆体,然后将它们分别置于18个完全相同的培养皿内,而这些克隆体就像是隐身于18个平行宇宙中的分身幽灵(Doppelganger)。与此同时,格登实验所蕴含的科学原理也令人们浮想联翩:当完全成熟的成体细胞基因组与卵细胞的细胞质短暂接触后,它又可以恢复成为一个具有完全活力的胚胎。简而言之,卵细胞能够为基因组提供发育成为合格胚胎所需的全部因子。随后,人们在格登实验的基础上把研究对象扩展至其他动物。其中最著名的研究成果当属克隆羊多利,而这也是世界上首次通过无性生殖培育出高等生物(生物学家约翰·梅纳德·史密斯后来评论:除此之外,只有耶稣基督诞生可以勉强与哺乳动物的无性生殖相提并论)。2012年,格登凭借在核移植领域中的贡献荣获了诺贝尔奖。[1]


[1]格登发明的技术(将成体细胞核移植到去核卵细胞中)已经在临床上得到了全新的应用。例如,某些女性会出现线粒体基因突变,而线粒体是细胞内产生能量的细胞器。我们之前曾经提到,人类胚胎的全部线粒体均是从母体(精子没有为后代贡献任何线粒体)卵子那里继承。如果母体携带有线粒体基因突变,那么其后代可能会受到该突变的影响;这些基因发生突变后通常会影响能量代谢,并且可以导致肌肉萎缩、心脏异常甚至死亡。2009年,经过一系列颇具争议的实验的验证,遗传学家与胚胎学家提出了一种应对这些母体线粒体基因突变的奇思妙想。当卵子与来自父体的精子结合后,他们将受精卵细胞核注入来自正常供体且含有完整(正常)线粒体的卵子。由于这些源自供体的线粒体基因均保持完整,因此新生儿将不会携带来自母体的突变,可是从理论上来讲他们应该具有三个父母。受精卵细胞核由“母亲”与“父亲”组成(第一与第二父母),他们提供了绝大部分遗传物质,而第三父母也就是卵细胞的供者只提供线粒体与线粒体基因。2015年,经过一场旷日持久的全国性辩论后,英国政府宣布将该技术合法化,现在第一批来自“三父母”的后代即将出生。他们代表了人类遗传学(与人类未来)中未知领域的前沿。显而易见,这种情况在自然界中尚无先例。

但是格登实验的光环并不能掩盖其存在的问题。虽然通过成年青蛙的小肠细胞可以培育出蝌蚪,但是实验的操作步骤耗时费力,而且核移植的成功率非常低。因此人们迫切需要某种超越传统遗传学的理论对此进行解释。成年青蛙基因组中的DNA序列与接受核移植的胚胎或培养出的蝌蚪完全一致。根据遗传学基本原则,上述细胞应该含有相同的基因组。可是如果这些基因分布于不同的细胞中,那么它们可能会在某些条件下被启动或关闭,从而控制胚胎发育为成熟个体。


但是如果这些基因从结构上没有任何区别,那么为何成体细胞的基因组无法将其诱导为胚胎呢?而且就像其他研究结果证实的那样,为什么年幼动物的细胞核要比年长动物的细胞核更容易让胚胎发育出现逆转呢?实际上,格登实验与冬日饥荒研究均再次验证了某些累积因素的强大力量,它们可以循序渐进地在成体细胞基因组中留下永久的标记,从而使基因组在发育过程中有进无退。虽然这些标记并不存在于基因序列之中,但是基因表达却发生了可遗传的改变。现在格登又回到了沃丁顿提出的问题上:如果每个细胞的基因组中都携带有反映其历史与身份的印记,那么它可以被视为某种形式的细胞记忆吗?


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从抽象意义上来讲,这种表观遗传标记似乎已经清晰可见,可是格登却没有在青蛙基因组上观察到此类印记。1961年,沃丁顿曾经的学生玛丽·莱昂(Mary Lyon)在某个动物细胞中发现了表观遗传改变的有力证据。莱昂是家中的长女,父母分别做过公务员与教师。她曾经在剑桥读研期间师从脾气暴躁的著名学者罗纳德·费希尔,但是很快莱昂就转到爱丁堡大学继续完成了学位。当莱昂毕业之后,她来到英国小镇哈维尔的一所实验室工作,并且在这里组建了自己的研究小组,而此处距离牛津大学只有20英里。莱昂在哈维尔主要从事染色体生物学方面的研究,她在实验中通过荧光染料来观察它们的形态变化。令人惊讶的是,莱昂在雌性小鼠细胞中发现,除了两条X染色体之外,每对着色的染色体看上去都大同小异,而且其中有一条X染色体必然会出现皱缩与浓聚。研究证实皱缩后的染色体基因并未发生改变:两条染色体上的DNA序列完全相同。然而它们的活性却大相径庭:皱缩染色体上的基因无法编码RNA,因此整条染色体处于“沉默”状态。仿佛该染色体在被强制退役的同时彻底失去活性。莱昂发现失活的X染色体呈随机分布,它们在不同的细胞中可能分别来自父本或者母本X染色体。11这种模式是所有包含两个X染色体的细胞的普遍特征,也就是说雌性动物的每个细胞均符合上述特征。那么X染色体失活有什么意义呢?由于雌性动物具有两条X染色体,而雄性动物只有一条X染色体,因此X染色体失活可以让具有两条染色体的雌性动物细胞产生相同“剂量”的基因。


时至今日,我们仍不清楚X染色体发生选择性沉默的原因或意义。但是X染色体的随机失活却可以产生重大的生物学意义:雌性动物是两种不同细胞组成的嵌合体。在大多数情况下,X染色体随机沉默无法通过表型来检测,除非某条X染色体(例如来自父本X染色体)上碰巧携带明确表征的变异基因。即便是这样,细胞表达变异基因的情况也会不尽相同,于是就产生了嵌合样效应。例如,在猫科动物中,控制毛色的基因位于X染色体。X染色体随机失活将导致细胞产生不同的色素,因此只有通过表观遗传学而不是遗传学才能解释三色猫毛色的难题。(如果人类肤色基因也位于X染色体上,那么不同肤色夫妻所生女孩的皮肤也将表现为深浅不一。)


那么细胞是如何使整条染色体发生“沉默”的呢?该过程涉及的内容非常复杂,已经超出环境信息导致个别基因活化与失活的范围,整条染色体以及上面的全部基因都将永久性失活。20世纪70年代,学术界提出了一项最符合逻辑的猜测,也就是细胞以某种方式为染色体中的DNA打上了永久的化学烙印,或者说是某种分子水平的“休止符”。既然基因本身的结构始终保持完整,那么此类标记应该附在基因之上,而这也符合沃丁顿提出的表观遗传理论。


20世纪70年代末期,正在研究基因沉默现象的科学家发现,附着在DNA上的一种名为甲基的小分子与基因关闭有关。而该过程的主要策动者之一后来被发现是一种名为XIST的RNA分子。研究发现上述RNA分子“覆盖”了染色体的部分区域是产生染色体沉默的关健因素。同时这些甲基标签好似项链上的饰物,它们被认为是某些基因的关闭信号。


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然而甲基标签并非DNA链上唯一的修饰物。戴维·阿利斯(David Allis)是来自纽约洛克菲勒大学的一名生物化学家,他于1996年发现了另一种能够对基因产生永久影响的标记系统。[1]该系统可以作用于包装基因的组蛋白(histone),而不是直接在基因上留下标记。组蛋白与DNA紧密结合在一起,它们盘绕成螺旋状结构并形成染色体骨架。当骨架发生变化时,基因的活性也将会随之发生改变,而这就像是通过改变包装规格来影响材料的属性(缠绕成团与拉伸成束的丝线属性截然不同)。于是附着在蛋白质上的环境信号就可以间接地在基因上留下“ 分子记忆”。当细胞开始分裂,这些分子印记将被复制到子细胞中,并且记录下几代细胞的足迹。可想而知,当精子或者卵子形成时,分子印记也会被复制到生殖细胞中,从而记录下几代生物体的变迁。虽然关于组蛋白标记的研究尚有待完善(其中就包括组蛋白标记的遗传性与稳定性,以及确保它们出现在合适的时间与地点的机制),但是对于酵母菌与蠕虫等简单生物体来说,它们体内的组蛋白标记似乎能够延续数代。


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[1]文森特·奥尔弗里(VincentAllfrey)是洛克菲勒大学的一位生物化学家,他于20世纪60年代率先提出组蛋白可能参与基因调控的观点。非常凑巧的是,就在他提出“组蛋白假说”30 年后,同在洛克菲勒大学工作的阿利斯将利用实验手段来证实奥尔弗里的预见。




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