表观遗传学解释了为什么DNA不能预测你的命运

由:米歇尔Konstantinovsky|
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这张图片显示了一个DNA18新利最新登入分子在两条链上都被甲基化了。甲基化是一种表观遗传变化,其中甲基被添加到DNA分子的一部分,并阻止它被“读取”并因此表达。Christoph烈性黑啤酒马克斯普朗克信息学研究所/维基共享资源(Cc by-sa 3.0

“这只是基因问题。”18新利最新登入你有多少次听到有人用这句话来解释他们认为自己无法控制的性格和行为?如果你像我一样,有荒谬的方向感障碍,也许你会把自己看不懂地图的能力归咎于你的大脑结构DNA.或者,你可能会指出,你父亲一直喜欢吃甜食,这是科学证据,表明你自己对糖的偏好显然是遗传在你的基因中。这些愚蠢的例子在宏大的计划中是相当低的,但它们确实让你想知道:我们的DNA决定了我们的命运,还是有其他东西在起作用,当涉及到我们的基因如何表达自己时?18新利最新登入

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进入表观遗传学

如果你猜你的遗传命运不只是基于你的DNA,你把握住了。但在我们了解这种情况发生的方式和原因之前,我们应该18新利最新登入从一些基本的定义开始。首先,DNA到底是什么东西?这三个小字母代表脱氧核糖核酸,每个细胞的主分子。DNA包含了传递给每一代的基本信息,即使是其序列(或顺序)最微小的变化也会产生严重的后果。

组成DNA的基本碱基类型有四种:腺嘌呤、胞嘧啶、鸟嘌呤和胸腺嘧啶(A、C、G和T),人类总共有大约30亿个碱基——信不信由你,超过99%所有人都是一样的吗.在这数十亿个碱基中20000个基因,也被称为遗传单位。一些基因提供指令制造蛋白质分子,蛋白质分子执行生命功能,而其他分子没有。然而,总的来说,基因被认为是影响生命的生物角色管理和维护你身体里发生的事情,比如骨骼的形成,肌肉的运动,心脏的跳动。

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所有这些听起来就像你的身体从你出生的那一刻起就准备好了。但事实并非如此。我们还没有谈到的一个重要因素是环境或外部因素如何影响细胞读取基因的方式。18新利最新登入

“表观遗传学实际上并没有改变DNA序列——DNA序列保持不变,”北卡罗来纳大学教堂山分校医学院精神病学精神病系饮食失调杰出教授Cynthia M. Bulik博士通过电子邮件说。“但它指的是影响基因解读方式或基因是否表达的变化。”18新利最新登入

什么样的变化?根据Bulik的说法,各种各样。“例如,一种表观遗传变化是DNA甲基化,”她说。“当甲基被添加到DNA分子的一部分时,就会阻止它被‘读取’并因此表达。这个基因不会合成蛋白质,因为它基本上是沉默的。”

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是什么导致了表观遗传学?

“表观遗传变化可以由我们所接触的环境因素引起——吸烟、饮食、创伤和其他环境暴露,”Bulik解释说。“最酷的是,即使DNA序列没有改变,这些‘表观遗传修饰’仍然可以代代相传。所以它们是可遗传的。我们不仅传递我们的DNA,还传递这些DNA如何被读取的指令。”18新利最新登入

Bulik也是北卡罗来纳大学饮食失调卓越中心的创始主任,也是北卡罗来纳大学精神基因组学中心的联合主任,他对表观遗传学的作用有一个最喜欢的解释。“我认为我最喜欢的一个例子是海龟的性别决定,”她说。“我们已经知道,温度决定了一只乌龟是雄性还是雌性(性命运),但是研究人员已经证明18新利最新登入这个过程实际上是表观遗传的。18新利最新登入温度会影响一个基因,这个基因控制着另一个基因的“表观遗传”状态,这个基因是决定性别的主要基因。与人类不同,性别差异存在于我们的X和Y染色体上,对于海龟来说,遗传差异并不能决定性别——相反,环境线索(在这种情况下,温度)会影响表观遗传机制打开或关闭性别决定基因."

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表观遗传学的现在和未来

新闻中有很多关于表观遗传学的讨论,以及它对未来健康的影响新利国际网站品牌官网我们吃的所有东西例如,我们住在哪里、与谁交往、什么时候睡觉、如何锻炼等等,都有可能引起化学变化,随着时间的推移,这些变化会开18新利最新登入启或关闭基因。随着研究人员研究外部因素的影响,表观遗传学领域正在迅速发展影响的事情比如患上某些慢性疾病和行为障碍的风险,以及如何制定预防和治疗策略来解决这些问题。18新利最新登入但Bulik表示,人们对其可能的前景存在一些误解。

“人们似乎认为表观遗传学将是一切问题的答案,”她说。“如果我们不能立即从遗传学上得到答案,他们就会立即转向表观遗传学,而不是耐心地意识到我们有时需要非常大的样本量来识别影响疾病风险的基因。表观遗传学研究很困难,因为为了确保复制,研究的条件必须非常稳定。它们是互补的技术,都可以用来回答有关疾病原因的重要问题。”

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至于Bulik目前和未来在饮食失调领域的工作-条件在很大程度上受遗传和环境因素的影响-表观遗传学将发挥关键作用。Bulik说:“我们正在对患有神经性厌食症的同卵(同卵)双胞胎进行研究(一个患有神经性厌食症,另一个没有)。”“由于同卵双胞胎基本上有相同的DNA序列,并不是DNA序列导致双胞胎中的一个患病而另一个没有患病。那么,是什么导致了这种差异呢?其中一件事可能是环境因素:双胞胎中的一个参加了体操项目,有一个教练指导她们节食,如果她们长胖了,她就会节食,而双胞胎中的另一个在管弦乐队演奏小提琴,没有人对她的身体侧面或形状发表过评论。但另一种可能性是,双胞胎之间的表观遗传变化可能会影响疾病风险。因此,我们将研究双胞胎之间的差异,看看基因表达的差异是否与一个生病而另一个健康的原因有关。”

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