分子遺傳學的傳承與發展@-資料下載頁

　　

【正文】 或由少數幾個基因組成的操縱子作為主要的研究目標。然而由于正常的細胞生命活動，是通過整個基因組所有基因間的協同表達和綜合調節的結果。因此僅靠對單個基因孤立的研究，是難以揭示出細胞新陳代謝過程的真實情況。基因組學則不然，它的出發點是把基因組的結構與功能作為一個有機的整體看待，認為細胞的生命活動是通過由各個基因的表達調節組成的統一的網絡體系綜合體現的。所以它比單基因的研究途徑，能夠更加有效地接近細胞生命活動的本來面目。事實也的確如此，當今分子遺傳學的主要進展，例如下面將要敘述的表觀遺傳學（epigenetics）的許多概念，便是來源于基因組學而非單個基因的研究。6. 表觀遺傳學 最近十多年來，隨著分子遺傳學尤其是基因組學研究工作的不斷深入，在諸多的生命有機體中發現了越來越多的非孟德爾遺傳（nonMondelian inheritance）現象，和異常的遺傳模式（disparate pattern of inheritance）。這些問題強烈地吸引著一大批有關科學工作者的濃厚興趣。如此便有力地促進了表觀遺傳學的研究，使之迅速地發展成為分子遺傳學研究領域中相對獨立的一門新興科學。 英語中，表觀遺傳學（epigenetics）一詞系由后成論（epigenesis）和遺傳學（genetics）兩個單詞縮合而成。它是專門研究在生命有機體發育與分化過程中，導致表型性狀特征發生改變而相應基因的核苷酸序列卻沒有變化的特殊的遺傳現象。這種只對表型有影響但并不導致基因型改變的類型獨特的遺傳變化，叫做表觀遺傳改變（epigenetic change）。表觀遺傳學的主要論點是，生命有機體的大部分性狀是由DNA序列中編碼蛋白質的基因負責傳遞的，但是DNA序列以外的化學標記（chemical marker）編碼的表觀遺傳密碼（epigenetic code），對于生命有機體的表型特征尤其是健康狀況，同樣也有深刻的影響。 近年來表觀遺傳學的研究成果告訴我們，DNA并非是遺傳信息的惟一載體。生命有機體遺傳信息的組成事實上是相當復雜的，它包括三個不同的層次。第一個層次由基因組DNA中編碼蛋白質的基因構成。已知在人類基因組中，此類基因所占的比例還不到全部DNA序列的2%，但它對于生命活動的重要性已經是眾所周知的事實。第二個層次僅含有非編碼的RNA（noncoding RNA,ncRNA）基因，諸如miRNA基因以及siRNA基因等，但一般不包括rRNA基因、tRNA基因和snoRNA基因。這類RNA基因存在于基因組DNA廣袤的非編碼蛋白質的序列中。如同蛋白質編碼基因一樣，RNA基因在生命過程中的作用也是不可或缺的。第三個層次為表觀遺傳信息層（epigenetic layer of information）。它是貯藏于環繞在DNA分子的周圍、并同DNA相互結合的蛋白質及其他化合物當中。盡管目前我們對于表觀遺傳信息層的功能效應尚不十分清楚，但有大量的報告提示它對于生命有機體的作用，可能比RNA基因信息層還要重要。一般認為表觀遺傳信息層可能在生長、發育、衰老（aging）及癌變的過程中起到關鍵的作用。最常見的例子是同卵雙生子（twins），雖然他們具有完全一樣的基因組DNA序列，但往往也存在著一些外觀表型的差異。在不少的同卵雙生子中均觀察到，有一個成員患上了諸如神經分裂癥（schizophrenia）、躁郁癥（bipolar disorder）及兒童糖尿病（childhood diabetes）等與遺傳有關的復雜的疾病，而另一個成員的健康狀態卻是正常的情況。產生這些差異當然有可能與環境因素有關系，然而研究者們更加傾向于用表觀遺傳改變（epigenetic variation）這一概念給于解釋。所以說，在不斷加強表觀遺傳學研究的基礎上逐步增進表觀遺傳學的基礎知識，不僅在理論上對全面理解細胞命運和類型的決定以及表型的維持，具有重要的意義，而且在實際應用方面，還有可能為某些遺傳性疾病的治療和新藥的制備指明新的途徑。因此無怪乎有學者認為，在目前遺傳學的研究正逐步地讓位給表觀遺傳學，它是分子遺傳學發展的暫新階段。7. 結語 上述有關遺傳學發展歷程的6個階段，只是為了敘述的方便而作出的大體合理的人為劃分。事實上它們之間并不存在確切的時間界限，也不可能有嚴格的內容歸屬。以本書討論的分子遺傳學為例，它既系統地繼承和發展了先前學科經典遺傳學和生化遺傳學的研究脈絡，又全面地影響并滲透到后繼學科的各個領域。由此可見，遺傳學發展的前后階段，實是彼此銜接相互傳承的過程。我們認為就其具體的研究內容，無論是基因工程學還是基因組學乃至表觀遺傳學，都應歸屬于分子遺傳學的總體研究范疇。因為它們都是在分子遺傳學的基礎上形成的不同分支學科，是分子遺傳學發展的必然結果。因此從這個意義上講，將整個遺傳學的發展過程劃分為經典遺傳學和分子遺傳學兩大階段，也并非是沒有道理的。 本文引自吳乃虎、黃美娟《分子遺傳學原理》第一章P1～7。9 / 9