王華峰

(山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院與現(xiàn)代文理學(xué)院 臨汾 041000)

劉 玲

(山西省太原市新力惠中學(xué)校 030002)

孫瑞嫻

(山西省呂梁市高級(jí)中學(xué) 033000)

蘆榮勝

(山西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院與現(xiàn)代文理學(xué)院 臨汾 041000)

1 表觀遺傳學(xué)

1.1 概念 研究表觀遺傳變異的遺傳學(xué)分支學(xué)科稱為“表觀遺傳學(xué)(epigenetics)”。而表觀遺傳變異是指DNA編碼序列不改變的情況下，基因的表型效應(yīng)發(fā)生可逆的、可遺傳的改變[1]?！癳pigenetics”一詞最早由英格蘭生物學(xué)家沃丁頓于1942年提出，他指出表觀遺傳與遺傳是相對(duì)應(yīng)的，主要研究基因型和表型的關(guān)系。

1.2 表觀遺傳機(jī)制 表觀變異的作用實(shí)質(zhì)是“調(diào)控”，調(diào)控機(jī)制涉及DNA甲基化、組蛋白修飾、染色質(zhì)重塑和非編碼RNA等方式。其中，DNA序列好比是琴鍵，而表觀遺傳則決定哪一個(gè)鍵何時(shí)、何處發(fā)聲[2]。這類調(diào)控所引起的表型改變有以下特點(diǎn)：①非編碼。即不依賴核和細(xì)胞器的DNA信息。③可遺傳。表觀遺傳的變異可通過(guò)有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞給子細(xì)胞和后代。③可塑性。表觀遺傳所涉及的DNA甲基化和組蛋白的乙酰化過(guò)程都是可逆的。④多層次，多途徑。表觀變異的作用可發(fā)生在DNA和染色質(zhì)水平，也可發(fā)生在復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后以及翻譯后[1]。

2 大鼠幼崽性格形成中的表觀遺傳機(jī)制

一個(gè)人小時(shí)候的性格一旦形成后，很難發(fā)生改變?！敖揭赘?，秉性難移”，說(shuō)的就是這個(gè)現(xiàn)象。研究者通過(guò)一系列的大鼠模擬實(shí)驗(yàn)[3]，以研究大鼠幼崽性格是如何形成的以及其中的機(jī)理。

2.1 大鼠幼崽早期性格形成的系列模擬實(shí)驗(yàn) 大鼠模擬實(shí)驗(yàn)由親子撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、交叉撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)和第三方撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)組成。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 大鼠幼崽撫養(yǎng)方式的不同造成后天性格的差異

分析：①在大鼠親子撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，大鼠成年后性格的“好”與“壞”似乎是天生的。因?yàn)椤昂谩毙愿竦拇笫蠛⒆邮怯韶?fù)責(zé)任的“好”媽媽(其特點(diǎn)是善于舔觝和清潔幼崽，使幼崽能夠得到足夠的關(guān)愛(ài))生下的，“壞”性格的大鼠孩子是由不負(fù)責(zé)任的“壞”媽媽(其特點(diǎn)恰好與“好”媽媽相反，對(duì)幼崽缺乏關(guān)愛(ài))生下的。②交叉撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)似乎暗示，孩子性格形成的“好”與“壞”跟其生母無(wú)關(guān)，而是跟其養(yǎng)母有關(guān)。③第三方撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)則進(jìn)一步證實(shí)，當(dāng)遺傳背景相同的幼崽被不同的大鼠媽媽撫養(yǎng)后，性格出現(xiàn)了差異。

2.2 大鼠性格的差異與基因表達(dá)的表觀遺傳差異有關(guān) 進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，大鼠幼崽的性格發(fā)育與海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因表達(dá)水平有關(guān)。在上述一系列實(shí)驗(yàn)中，不同組的大鼠幼崽個(gè)體，其海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因相同，但是負(fù)責(zé)任的“好”大鼠媽媽對(duì)幼崽的關(guān)愛(ài)，如舔舐和清潔，刺激了幼崽體內(nèi)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的表達(dá)[4]，造成海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因DNA甲基化修飾水平降低，導(dǎo)致皮質(zhì)醇受體基因的高水平表達(dá)，抑制了應(yīng)激反應(yīng)的強(qiáng)度，使大鼠保持一個(gè)相對(duì)放松、安靜的狀態(tài)[3]。

在大鼠幼崽成長(zhǎng)的早期，身體的器官組織中的細(xì)胞往往具有很強(qiáng)的可塑性，海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因修飾就是在這個(gè)時(shí)期完成的。母鼠對(duì)幼崽的關(guān)愛(ài)(如舔舐和清潔)，造成該基因修飾一旦自童年(可塑期)發(fā)生，就能通過(guò)有絲分裂，可穩(wěn)定地傳遞給下一代細(xì)胞，導(dǎo)致海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因能夠在以后的一生中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)的高水平表達(dá)。所以，在大鼠撫養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，幼崽在是否“關(guān)愛(ài)”的環(huán)境條件下，基因表達(dá)會(huì)發(fā)生穩(wěn)定的改變，最終導(dǎo)致表型的差異并影響其一生。當(dāng)然，這種基因表達(dá)的差異并不是因?yàn)镈NA序列的差異，而是由基因DNA修飾的差異(表觀遺傳差異)造成的。