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“表观”遗传是怎样实现的?

已有 6386 次阅读 2013-5-13 11:20 |个人分类:科学评论|系统分类:观点评述| 遗传, 甲基化, 夫权, 细胞智慧

今天看到科学网上的新闻,来自精子的DNA甲基化特征可以传递给子代,并且在分化过程中逐渐驱逐来自卵细胞的甲基化特征。


http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201351016291644629024.shtm


作为“表观”遗传(建议改译为“超遗传学”,旧译显得很不了解英文原意)的最重要形式之一,这个甲基化是怎样传递下来的呢?


上文报道的这个发现大概出乎许多遗传决定论者的意料。因为表观遗传特质是有可能受到生活经历和环境改变影响的。也就是说,环境或者生活经历的影响可以叠加在DNA序列上共同遗传给子代。


现在就有了一个有趣的问题:表观遗传特质是怎么遗传下去的?因为DNA在复制的时候,不会只用甲基化碱基去配对甲基化碱基,这个甲基化是在DNA复制之后进行的。那么,来自精子的甲基化特征,是怎样在子代细胞中反复实现并最终取代卵细胞甲基化特征的?如果能够回答这个问题,那么整个遗传科学领域,甚至生命科学领域都会出现翻天覆地的变化了。


从这个现象看来,精子除了携带了父体的DNA序列以及甲基化特征之外,还用某种方式携带了关于父体环境和生活经历的信息。因为这些信息曾经决定了父体DNA的甲基化特征。现在,它在子代体内表达出了同样的特征,表明这些信息已经成功地由精子专递给了子代。


那么,精子是怎样把父体的环境和生活经历信息携带并传递给子代的?如果能够回答这个问题,一定会是遗传科学中的重大突破,其意义还将超过遗传定律和DNA结构的发现。


从信息科学角度考虑,信息得以携带和传递,一定会通过某种载体。那么,精子所能携带的全部物质载体,就是它的DNA序列,以及与之同时进入受精卵的一点点细胞质了。考虑到那点细胞质无法在受精卵分裂分化中特别有效地自我复制,而DNA甲基化特征的复制并驱逐卵细胞甲基化特征,又是在几代的时间内逐渐完成的,那么它究竟是怎样实现的,这个信息是谁帮忙保存下来的呢?为什么来自卵细胞的DNA甲基化特征没有宣称自己的女性平等权力,而是让位于精子DNA甲基化特征的夫权呢?难道两条DNA单链在细胞内有某种谈判机制,并且在该文所用的实验对象种族中,来自夫权的DNA显然更有话语权?


在细胞生物学中,细胞经常表现出远远超出人们想象和预料的智能。DNA甲基化的夫权效应就是其中之一。看起来,我们真的应该谦逊下来,认真地思考和探讨细胞的智慧。至少,它们比我们在家庭中的决策过程看起来更有秩序些。




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