brief history of epigenetics　表遗传学简史

遗传学是生物学的核心学科之一，与生物的发育和进化等学科密切相关。19世纪的主流生物学认为，遗传和发育是同一类生物学问题。在20世纪最初的几十年里，遗传学和发育生物学的研究很少考虑对方的成果和方法，各自发展。然而，一些重要生物学家认识到这种研究方法的局限性，其中具有发育生物学研究背景的遗传学家摩尔根（Morgan TH），早在1925年《基因论》一书中就指出：　“明了基因如何对发育中个体发生影响，毫无疑义地将使我们对遗传的观点进一步扩大，对于目前还不了解的许多现象也多半会有所阐明”。同时是发育生物学家和遗传学家的Waddington CH，1939年提出“发育是表遗传的或后生的（epigenetic）”；1942年他提出表遗传学的概念，并认为表遗传学是研究基因型产生表型的过程；主张将遗传学与发育生物学联系起来进行研究。其实，后来遗传学发展遇到的一系列难题，例如：在个体发育中所有细胞都具有相同的基因组，是何种机制调控基因表达，分化成不同类型的组织细胞；并且一旦分化细胞形成，就能在谱系细胞间遗传；在人类同卵双生子，具有完全相同的基因组，为什么约有1/3的同卵双生子20岁后出现了个性和疾病易感性等方面的差异；用成体组织细胞核移植所形成的克隆胚胎，虽然都具有完整的基因组，但在胚胎发育过程出现各种异常，多数在出生前夭亡，少数生存的个体也有多系统的异常，并且寿命较正常胎生的个体为短等，也印证了开展这类联合研究的重要。分子生物学的发展为表遗传学的深入研究提供了新的契机。1975年Holliday R等在研究中发现，DNA甲基化在基因表达中有重要作用，并认为是发育中基因活性调节的开关；进一步研究揭示，哺乳动物X染色体失活和基因组印记都是受表遗传机制调控的，这些都突显了表遗传的调节机制的可遗传的本质。进入20世纪90年代，随着更多表遗传机制的确立，表遗传学被定义为“是研究没有DNA序列变化的、可遗传的基因表达改变”。而这些是通过DNA甲基化和染色质重塑实现的。基因组学方法学的革新，促进表基因组学的发展，该领域着重从基因组整体研究，染色质结构包括高层次的染色质折叠、对核基质的附着、在核小体周围的DNA包装，以及组蛋白共价修饰（乙酰化、甲基化、磷酸化和泛素化等）和DNA甲基化等的影响。在胚胎发育中一些基因位点对甲基化重编程的抗性，揭示了表遗传修饰不仅在体细胞分裂中，在世代传递中也是可遗传的。目前表遗传学研究正在基础理论和实践应用中不断取得进展。