真核生物的基因調控與表觀遺傳學

跨代表觀遺傳(transgenerational epigenetic inheritance)

你祖母吃過什麼、忍受過什麼,會不會在你的基因裡留下一個印記——不在DNA字母裡,而在它們之上的化學標記裡——而你又帶著它、再傳下去?這是現代生物學裡最激動人心、也最被過度宣稱的念頭之一。跨代表觀遺傳,是這樣一個主張:某一代後天獲得的表觀遺傳標記,經由生殖細胞系傳給從未經歷過那個最初觸發的後代。

要認真對待這個主張,你必須對「跨代」究竟意味著什麼嚴格起來,因為身體有一台強力的擦除機擋在路上。在哺乳動物生命週期裡有兩次——一次在將要成為卵子和精子的生殖細胞裡,再一次剛好在受精之後——大多數表觀遺傳標記,包括DNA甲基化,都從基因組上被剝掉並重置,這是一次有意的抹除,給每一代清空了石板。表面上的遺傳也可能是暴露造成的假象:如果一位懷孕的母親接觸了某種東西,她的胎兒也接觸了,那胎兒自己的生殖細胞——將來會成為她的孫輩——也接觸了;所以在子代和孫代裡看到的效應可能是直接暴露,而非真正的遺傳。真正的跨代遺傳,要求在一個連作為生殖細胞都從未暴露過的世代(通常是母系一側的曾孫代)裡展示出效應,並且是經由一個熬過了兩輪重編程的標記傳下來的。

誠實的界線落在哪裡?在植物裡,以及在像秀麗隱桿線蟲這樣的簡單動物裡,真正的跨代表觀遺傳有充分記載——那些生物重編程的力度小得多。在哺乳動物裡,包括人類,存在少數耐人尋味的案例,但嚴謹的、排除了暴露的、跨多代的證據很罕見,而大多數關於「繼承創傷」或「祖先飲食」的頭條遠遠跑在了證據前頭。穩妥的總結是:跨世代的表觀遺傳在某些生物裡確實存在,在哺乳動物裡有可能但大體未經證實,而在大眾媒體裡則被例行性地誇大。對戲劇化的人類斷言要保持謹慎,不是因為這個念頭不可能,而是因為證明的門檻很高、極少被跨過。

在秀麗隱桿線蟲裡,由病毒或實驗性RNA觸發的一個沉默信號,可以在DNA毫無改變的情況下遺傳許多代——這是一個乾淨的跨代表觀遺傳案例,發生在一種重編程其基因組遠不如哺乳動物徹底的動物身上。

在線蟲和植物裡是真實的;在哺乳動物裡有可能但大體未經證實——而且常被頭條誇大。

最大的一個誤差來源是把直接暴露錯當成遺傳:一位懷孕母親的暴露同時打到了胎兒、以及胎兒的生殖細胞。真正的跨代遺傳必須在一個連作為生殖細胞都從未暴露過的世代裡顯現——這是哺乳動物研究極少達到的門檻。

又稱
TEIepigenetic inheritance across generations跨代表观遗传