一套基因组、多种细胞类型之谜
你体内几乎每个细胞都携带同样完整的基因组。神经元、肌纤维和皮肤细胞持有的DNA完全相同，然而它们的外观与行为却毫不相似。把本梯级的一切串起来，原因在于每种细胞类型表达着“不同的基因子集”。身份不在于一个细胞拥有哪些基因，而在于它“使用”哪些、又让哪些保持沉默。
把一个基因长期关闭称为基因沉默。与操纵子那种快速开关不同，沉默意在保持稳定：在神经细胞中，一个肌肉基因终其一生都保持关闭，而且当细胞分裂时，这种关闭状态还会被复制给子细胞。这层叠加在DNA序列之上、持久而可遗传的控制，属于表观遗传学的范畴。
细胞如何沉默基因
细胞用几种主要工具来沉默基因。其一是DNA甲基化：在基因启动子附近的DNA上加上小小的化学标签，被甲基化的启动子通常会被关停。另一种作用于DNA缠绕其上的“线轴”。你细胞中的DNA与蛋白质一起被包装成染色质，而组蛋白修饰——这些包装蛋白上的化学标记——能把DNA拉成紧密、封闭的形态，使任何基因表达都无法发生，或将其打开以便基因被读取。
还有一层作用于已经制成的RNA上。被称为微RNA的微小RNA分子能附着到信使RNA上，或将其摧毁、或阻断其翻译，从而在完全不触碰DNA的情况下把一个基因调低。在DNA标签、组蛋白标记与微RNA之间，细胞既有快速、又有持久的手段让基因保持安静。
整条染色体被关闭
沉默能戏剧性地放大规模。在拥有两条X染色体的细胞中，整条X会在一个叫X染色体失活的过程中被大致关闭。这使得只有一条X的细胞和有两条X的细胞之间，X基因的剂量大致平衡。哪条X被沉默是在早期选定、随后被记住的，于是这种沉默状态传给所有后代细胞——这生动地展示了基因沉默能有多稳定、多大规模。
- 每个细胞起初都有同样的基因组——完整的基因集合。
- 发育过程中的信号决定一个细胞该使用哪些基因。
- 不需要的基因被DNA与组蛋白标记沉默；需要的则保持开放。
- 细胞记住这一模式，并把它传给子细胞——一种稳定的身份。