一套基因組、多種細胞類型之謎
你體內幾乎每個細胞都攜帶同樣完整的基因組。神經元、肌纖維和皮膚細胞持有的DNA完全相同，然而它們的外觀與行為卻毫不相似。把本梯級的一切串起來，原因在於每種細胞類型表達著“不同的基因子集”。身份不在於一個細胞擁有哪些基因，而在於它“使用”哪些、又讓哪些保持沉默。
把一個基因長期關閉稱為基因沉默。與操縱子那種快速開關不同，沉默意在保持穩定：在神經細胞中，一個肌肉基因終其一生都保持關閉，而且當細胞分裂時，這種關閉狀態還會被複製給子細胞。這層疊加在DNA序列之上、持久而可遺傳的控制，屬於表觀遺傳學的範疇。
細胞如何沉默基因
細胞用幾種主要工具來沉默基因。其一是DNA甲基化：在基因啟動子附近的DNA上加上小小的化學標籤，被甲基化的啟動子通常會被關停。另一種作用於DNA纏繞其上的“線軸”。你細胞中的DNA與蛋白質一起被包裝成染色質，而組蛋白修飾——這些包裝蛋白上的化學標記——能把DNA拉成緊密、封閉的形態，使任何基因表達都無法發生，或將其打開以便基因被讀取。
還有一層作用於已經製成的RNA上。被稱為微RNA的微小RNA分子能附著到信使RNA上，或將其摧毀、或阻斷其翻譯，從而在完全不觸碰DNA的情況下把一個基因調低。在DNA標籤、組蛋白標記與微RNA之間，細胞既有快速、又有持久的手段讓基因保持安靜。
整條染色體被關閉
沉默能戲劇性地放大規模。在擁有兩條X染色體的細胞中，整條X會在一個叫X染色體失活的過程中被大致關閉。這使得只有一條X的細胞和有兩條X的細胞之間，X基因的劑量大致平衡。哪條X被沉默是在早期選定、隨後被記住的，於是這種沉默狀態傳給所有後代細胞——這生動地展示了基因沉默能有多穩定、多大規模。
- 每個細胞起初都有同樣的基因組——完整的基因集合。
- 發育過程中的信號決定一個細胞該使用哪些基因。
- 不需要的基因被DNA與組蛋白標記沉默；需要的則保持開放。
- 細胞記住這一模式，並把它傳給子細胞——一種穩定的身份。