代谢组学与表观基因组学（metabolomics and epigenomics）

如果说基因组学读的是食谱书、蛋白质组学数的是厨师，那么还有两个基因组尺度的视角把这间厨房补全。一个问：实际上漂浮在四周的小分子有哪些——那些作为代谢原料和产物的糖、脂、酸。另一个问：在一个字都没改的情况下，哪些食谱被加了书签、哪些被划掉了。这就是代谢组学和表观基因组学，它们是把 DNA 与蛋白之外的图景补完的两门“组学”。

代谢组学是对代谢物的大规模测量——细胞制造和使用的成千上万种小分子，如葡萄糖、氨基酸和脂质。它处在“基因到蛋白到化学”这条链条的最末端，因此最直接地反映细胞此刻究竟在做什么，这也是它善于在血液或尿液中发现疾病特征的原因。表观基因组学是在全基因组范围内绘制表观遗传标记——DNA 上的化学标签（比如 CpG 位点上胞嘧啶的甲基化）以及 DNA 缠绕其上的组蛋白上的标签——它们在不改变 DNA 序列本身的前提下改变哪些基因可被读取。同一个基因组在皮肤细胞和神经元里可以带有不同的表观基因组，这在很大程度上正是这两种细胞之所以不同的原因。

这些层次合在一起说清楚了一件事：基因组不是被机械读出的命运；它是被解读的，而这种解读是可测量的。表观基因组学是同一套基因如何建出上百种细胞类型、以及环境如何能在基因活动上留下持久印记的基础。两个领域都要求对局限保持诚实：代谢组学甚至连给它所检测到的所有分子命名都很吃力（许多仍是未鉴定的峰）；而表观遗传标记大多是相关关系——一种伴随着某沉默基因出现的甲基化模式，本身并不能证明是它导致了沉默；至于流行的那种说法——生活方式带来的表观遗传改变能在人类世代间可靠地遗传——则远比标题暗示的脆弱得多。