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每个母猫的皮肤细胞都有两条X染色体，这两条X染色体不会共同起作用。在胚胎发育的早期，皮肤细胞中会有一条X染色体随机失活，如果是携带黑黄两色X染色体的母猫，可能一部分细胞是带有黄色基因的X染色体失活，那这个位置的皮毛就呈黑色；而一部分细胞中带有黑色基因的X染色体失活，这个位置的皮毛就呈黄色。这种X染色体失活是终生保持不变的，即使后来细胞继续分裂也不会改变颜色，所以猫的花色终生不变。
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一些宠物在寿终正寝时，其主人会对其进行克隆，以求得到一只与原来一模一样的爱宠。克隆的花猫虽然DNA序列与原猫一致，但胚胎发育过程中的X染色体随机失活遗传机制会重启，其皮毛花色也会随机表达。因此，就算是克隆的花猫，其花色也会与原先的猫不同。所以，如果想做克隆猫的生意，纯白、纯黄或者纯黑的猫看来是更好的选择。
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荷兰人的饥饿实验
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不得不承认，医学史上的很多进展，都是在战争年代的特殊环境下被发现的。1944年，荷兰因纳粹占领而出现粮食短缺，史称“饥饿的冬天”。到1945年5月，饿死人数已经超过2万人，堪称人类史上大规模的“群体饥饿实验”。由于荷兰的医疗保健登记系统非常完备，即使在饥荒年代都能够保持记录，所以相关人群的医疗信息跟踪记录都非常完善，而这些数据揭示了一个惊人的规律。
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人们发现，如果这个时期的孕妇仅在孕晚期营养不良，所产的新生儿往往体重不足；而如果孕妇是在孕早期营养不良，但之后营养充足，那么这些胎儿会迅速增重，在出生时体重已经趋于正常。在此后的数十年里，那批体重不足的婴儿一辈子都体型偏小、体重偏低，甚至“任吃不胖”，似乎一辈子都无法从营养不良的状态中恢复。而那些体重“追上来”的婴儿，成年后肥胖的比例偏高，其患糖尿病等代谢性疾病的比例也偏高，似乎一直都在过度补偿娘胎里没吃饱的那几个月，而且这个现象还会出现在下一代。第一代胚胎早期的营养不良，会影响第二代。
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华大农业曾经以猪为模型做了类似的实验，限制幼年猪仔的食物摄入导致其营养不良，之后恢复其正常饮食，待其体重完全恢复后（个体体重在150公斤以上），观察母猪发情状况，并利用人工授精技术进行配种。实验的6头母猪仅1头怀孕产仔，其余个体多次配种都未见妊娠。而该营养不良母猪的后代与正常商品猪相比，体型更为瘦小，与其母亲早期的表型类似。而在小鼠实验中，类似的现象还会累及到第三代，这令研究者们充分领略了表观遗传的神奇和强大。
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华大农业的实验猪基地的“瘦猪”们，其性状与其母亲早期表型一致
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负能量也能遗传
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荷兰饥荒的案例说明，很多我们没注意到的“身体记忆”能通过表观遗传传给后代，影响后代的身体情况。科学家探索发现，这些“饥饿记忆”在分子层面也会有多种表现形式，主要是通过父亲精子的DNA甲基化、胎儿发育与成长过程中非编码RNA抑制相关基因的表达和组蛋白甲基化等修饰来调控表型与营养代谢。有研究表明，比起从小暴饮暴食的男性，那些童年时曾遭遇饥荒的男性的孙辈出现心脏病和糖尿病的概率更低。另外，如果父亲在童年期就开始吸烟，儿子会比同龄人更容易发胖。
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有意思的是，除了代谢疾病，抑郁症也被发现与表观遗传学相关。如果母亲在怀孕期情绪抑郁，孩子成年后患抑郁症的概率比同龄人高出1.3倍。同理，备孕期间抑郁的父亲，其后代得自闭症或者抑郁症的概率也会更高。其中，父亲一方似乎更应“背锅”——科学家通过研究斑马鱼（Barchydanio rerio var）发现，受精卵发育过程中精子的DNA甲基化修饰作用比卵子的更大。在早期胚胎发育过程中，基因组甲基化修饰水平与变化趋势会趋同于精子的基因组甲基化状态。另外，欧洲、非洲与亚洲等地的多项大人群的关联性研究发现，CDC42BPB、ARHGEF3与cg14023999等多个基因也与抑郁症高度相关。
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有句话这么讲，你抽过的烟、喝过的酒、生过的气都会记录在DNA里。所以，为了后辈的身心健康，我们应养成良好的生活习惯，保持愉快心情，避免把“负能量”传给子孙。
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表观遗传的临床应用
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表观遗传的相关研究表明，它的变化与疾病密切相关。所以，利用表观遗传标志物来进行临床诊断就成了有很大潜力的应用方向，特别是近年来大热的肿瘤精准检测。很多种类的肿瘤，其病变细胞都会出现特定的表观遗传修饰，而这种变化往往在细胞癌变之前便已经发生，这说明是表观遗传层面的变化促进了抑癌基因（癌症基因的“刹车”）的失活和原癌基因（癌症基因的“油门”）的激活，从而导致肿瘤的产生。通过对血液中的游离DNA（细胞死亡后释放进入外周血的DNA）或循环肿瘤细胞（进入外周血的肿瘤细胞）的甲基化分析可以检测体内是否有肿瘤、肿瘤类型及肿瘤的生长情况等。在一些特定恶性肿瘤的检测中，其灵敏度甚至接近影像学的水平。可以预见在不远的将来，表观遗传修饰（特别是DNA甲基化修饰）的特异性将在肿瘤早期筛查与早期辅助诊断中被广泛应用。
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基于表观遗传修饰的作用，临床上也会通过表观遗传修饰的手段来治疗肿瘤，这也算是“以彼之道还施彼身”了。其常用的药物是DNA甲基转移酶抑制剂（DNA Methyltransferaseinhibitor，DNMTi）和组蛋白脱乙酰酶（histone deacetylase，HDAC）抑制剂，这些药物可以抑制患者染色体的甲基化和乙酰化。以DNMT系列药物为例，在骨髓增生异常综合征（Myelodysplastic Syndromes，MDS）与急性骨髓性白血病（Acute Myeloid Leukemia，AML）的治疗中引入DNMTi可以下调肿瘤细胞DNA甲基化修饰水平，从而达到治疗的目的。
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相比于基因的序列信息，表观遗传学大大增加了人类对生命语言的理解难度，在很大程度上重塑了遗传和基因组科学。毫无疑问，表观遗传学正在引领这场新的生物学革命，大幕刚刚拉开。
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参考文献
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