多年来，人们一直认为，只有在我们的DNA序列中编码的特征或特征才能传递给我们的后代。现在，越来越多的研究领域表明，调节我们基因的机制也可以遗传下去。
表观遗传变化是可以改变基因表达的化学过程，决定一个基因在特定细胞中是“开启”还是“关闭”。这些过程对于控制细胞的独特功能至关重要，因为并非所有细胞都需要所有基因。表观遗传标记的例子包括DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA分子。
与DNA突变不同，表观遗传变化可以是可逆的，并且经常发生在对刺激的反应中。例子可能包括环境因素，如化学或紫外线照射，内部过程，如衰老或癌症发展，甚至创伤等压力经历．
表观遗传-也被称为跨代表观遗传-探讨表观遗传标记如何被后代遗传。已经在各种不同的生物体中观察到最近的实验这表明它可以发生在人类身上。虽然其确切的机制仍在探索中，但越来越清楚的是，表观遗传可能对特征(如发育过程、疾病和行为)代代相传的方式产生重大影响。
最近发表在《科学》杂志上的一项研究美国国家科学院院刊（PNAS）发现表观遗传记忆可以传递多个一代又一代。这项研究是由苏珊·斯特伦博士他是加州大学圣克鲁兹分校分子、细胞和发育生物学教授。在秀丽隐杆线虫（秀丽隐杆线虫）Strome和他的同事们研究了一种组蛋白修饰，这种修饰可以改变DNA被包装成染色体的方式，这种修饰被称为H3K27me3。这种修饰被充分研究过，并且已知可以抑制基因，使它们“关闭”，这是通过组蛋白中一种叫做H3的氨基酸甲基化实现的。
研究人员从精子细胞中去除这种组蛋白标记，然后将其用于使卵子受精是明显。后代表现出不规则的基因转录-父本染色体上携带的基因在缺乏H3K27me3的情况下上调。不同组织类型的基因表达也被发现是异常的，基因在通常会被抑制的组织中表达。
“在后代的种系中，一些基因被异常地打开，并保持在缺乏抑制标记的状态，而基因组的其余部分则重新获得了标记，”Strome说说．有趣的是，这种模式也传递给了后代，这表明表观遗传标记可以传递多个一代又一代。
在这个问研究人员，我们采访了斯特罗姆博士，以了解更多关于表观遗传领域的信息，为什么她的研究为该领域提供了重大的进步，以及她的实验室的下一步工作是什么。
莫莉·坎贝尔(主持人):你能谈谈为什么研究跨代表观遗传的机制是具有挑战性的吗?
苏珊·斯特罗姆(SS):有三种可能的机制最受关注:组蛋白修饰、小rna和DNA甲基化。我们的论文提供了一种特殊的组蛋白修饰H3K27me3参与的证据。一个巨大的挑战是，任何影响跨代基因表达和发育的机制都必须在胚胎发生和种系发育过程中发生的表观基因组重编程中存活下来。
MC:你的研究使用了这个模型秀丽隐杆线虫．您能讨论一下为什么在您的实验室中为这个应用程序使用这个模型吗?
SS:复杂的遗传学秀丽隐杆线虫使我们产生了遗传了缺乏H3K27me3的精子染色体和具有正常H3K27me3模式的卵子染色体的蠕虫，这是我们研究的起点。
MC:你为什么把研究重点放在一个特定的表观遗传标记H3K27me3上?
SS:它在整个生物体中都是保守的，是引起(而不仅仅是与之相关)基因表达改变的少数组蛋白修饰之一。
主持人:您认为这项研究的主要发现是什么?
SS:我认为精子标记的跨代(跨越三代)影响是我们研究中最令人兴奋和重要的发现。
MC:您将这份出版物描述为您的实验室在这一领域工作的“巅峰之作”。你能谈谈之前的一些使这篇论文成为可能的研究吗?
SS:多年来，我们一直在研究H3K27me3在种系中的作用。一个2014具有里程碑意义的论文劳拉·盖多斯博士的研究表明H3K27me3标记从精子和卵子传递到胚胎，然后通过胚胎细胞分裂忠实地保持在精子和卵子来源的染色体上。然后在2019年，金城清美博士开发系统用于我们的PNAS研究精子标记对后代发育的影响。
MC:如果基因表达模式可以传递多代，那么这对其他生物，比如人类，可能会有什么影响?
SS:几个实验室正在研究父母的饮食、压力和创伤是否以及如何影响父母的后代，在老鼠和其他系统中作为人类的模型。有越来越多的证据表明这种影响，尽管其机制仍有待阐明。我加州大学圣克鲁兹分校的同事Upasna Sharma博士在老鼠身上发现了证据，父亲的饮食会影响后代的基因表达和发育，通过精子传递给后代的小rna。这说明组蛋白标记并不是传递记忆的唯一可能机制。
MC:你在这个研究领域的下一步是什么?
SS:我很想测试精子标记和基因上调是否能传给后代。由于技术原因，我们可能不会解决这个问题。
苏珊·斯特罗姆博士接受了科技网络资深科学作家莫莉·坎贝尔的采访。188金宝搏备用
