王華峰

(山西師范大學生命科學學院與現(xiàn)代文理學院 臨汾 041000)

劉 玲

(山西省太原市新力惠中學校 030002)

孫瑞嫻

(山西省呂梁市高級中學 033000)

蘆榮勝

(山西師范大學生命科學學院與現(xiàn)代文理學院 臨汾 041000)

1 表觀遺傳學

1.1 概念 研究表觀遺傳變異的遺傳學分支學科稱為“表觀遺傳學(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家沃丁頓于1942年提出，他指出表觀遺傳與遺傳是相對應(yīng)的，主要研究基因型和表型的關(guān)系。

1.2 表觀遺傳機制 表觀變異的作用實質(zhì)是“調(diào)控”，調(diào)控機制涉及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鍵何時、何處發(fā)聲[2]。這類調(diào)控所引起的表型改變有以下特點：①非編碼。即不依賴核和細胞器的DNA信息。③可遺傳。表觀遺傳的變異可通過有絲分裂和減數(shù)分裂傳遞給子細胞和后代。③可塑性。表觀遺傳所涉及的DNA甲基化和組蛋白的乙?；^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制

一個人小時候的性格一旦形成后，很難發(fā)生改變?！敖揭赘模噪y移”，說的就是這個現(xiàn)象。研究者通過一系列的大鼠模擬實驗[3]，以研究大鼠幼崽性格是如何形成的以及其中的機理。

2.1 大鼠幼崽早期性格形成的系列模擬實驗 大鼠模擬實驗由親子撫養(yǎng)實驗、交叉撫養(yǎng)實驗和第三方撫養(yǎng)實驗組成。實驗結(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)實驗中，大鼠成年后性格的“好”與“壞”似乎是天生的。因為“好”性格的大鼠孩子是由負責任的“好”媽媽(其特點是善于舔觝和清潔幼崽，使幼崽能夠得到足夠的關(guān)愛)生下的，“壞”性格的大鼠孩子是由不負責任的“壞”媽媽(其特點恰好與“好”媽媽相反，對幼崽缺乏關(guān)愛)生下的。②交叉撫養(yǎng)實驗似乎暗示，孩子性格形成的“好”與“壞”跟其生母無關(guān)，而是跟其養(yǎng)母有關(guān)。③第三方撫養(yǎng)實驗則進一步證實，當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的表觀遺傳差異有關(guān) 進一步的研究發(fā)現(xiàn)，大鼠幼崽的性格發(fā)育與海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因表達水平有關(guān)。在上述一系列實驗中，不同組的大鼠幼崽個體，其海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因相同，但是負責任的“好”大鼠媽媽對幼崽的關(guān)愛，如舔舐和清潔，刺激了幼崽體內(nèi)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶的表達[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，導致皮質(zhì)醇受體基因的高水平表達，抑制了應(yīng)激反應(yīng)的強度，使大鼠保持一個相對放松、安靜的狀態(tài)[3]。

在大鼠幼崽成長的早期，身體的器官組織中的細胞往往具有很強的可塑性，海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因修飾就是在這個時期完成的。母鼠對幼崽的關(guān)愛(如舔舐和清潔)，造成該基因修飾一旦自童年(可塑期)發(fā)生，就能通過有絲分裂，可穩(wěn)定地傳遞給下一代細胞，導致海馬區(qū)皮質(zhì)醇受體基因能夠在以后的一生中實現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)的高水平表達。所以，在大鼠撫養(yǎng)實驗中，幼崽在是否“關(guān)愛”的環(huán)境條件下，基因表達會發(fā)生穩(wěn)定的改變，最終導致表型的差異并影響其一生。當然，這種基因表達的差異并不是因為DNA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。