环境污染可改变遗传基因

《科学美国人》杂志八月号刊登了一篇题为“新遗产”的文章，作者是华盛顿州立大学生殖生物学中心主任迈克尔·斯金纳。该条内容如下:

30多年前，当迈克尔·斯金纳的孩子出生时，他知道他们的DNA有一半是从迈克尔·斯金纳那里遗传来的。当时，从精子或卵子转移到胚胎的脱氧核糖核酸被认为是父母遗传物质转移到子女身上的唯一途径，至少对人类和其他哺乳动物来说是这样。

基因

当然，迈克尔·斯金纳明白，DNA不是命运。事实上，一个孩子的许多特征都会被写入其DNA，尤其是蛋白质编码基因，即控制蛋白质形状和功能的DNA编码序列，蛋白质也是细胞的承重装置。然而，养育也起着重要的作用。生活中有很多突发事件——人们吃什么，环境中有什么污染物，压力小等等。-会影响基因的运作。例如，同卵双胞胎可能患有不同的疾病，尽管他们有很高的遗传相似性，这通常是由社会和环境因素造成的。

然而，在那个时候，人们不知道他们给孩子的生物遗产不仅仅是DNA序列——人们的孩子、孙子甚至是曾孙可能会继承表观遗传信息。像脱氧核糖核酸一样，表观遗传信息位于人类染色体上并调节细胞功能。然而，与DNA序列不同，它对环境有反应。它可以有多种形式，包括化学物质附着在DNA和染色体蛋白质上的小分子。

迈克尔·斯金纳(Michael Skinner)的实验室和其他主要针对老鼠的实验室进行的一些研究发现，某些污染物，包括杀虫剂、航空燃料，甚至一些常见的塑料，可以导致表观遗传修饰，从而导致疾病或生殖问题，这些都是在不改变动物DNA序列的情况下发生的。更令人惊讶的是，当这种表面突变发生在产生卵子和精子的细胞中时，它们显然是固定的，并随着可能的健康风险传递给下一代。

这个领域的科学正在迅速发展。对人类的长期研究现在也表明，表面突变可能代代相传。鉴于人类与其他哺乳动物有许多共同的生物学特征，认为表观遗传修饰也会发生在人类身上似乎是合理的。如果是这样，对公众健康的影响将会非常深远。婴儿潮一代和年轻一代的肥胖、糖尿病和其他快速发展的疾病都可能是由父母和祖父母接触的滴滴涕和二恶英等污染物引起的。

大多数表突变几乎没有影响，或者可以在下一代得到纠正，但是任何规则都有例外。如果生殖细胞的表面突变在表观基因组重组中受到保护，就像印记基因一样，它可能会继续影响下一代，甚至下一代。

如果这个假设是正确的，表观遗传将对医学产生重要影响。一些科学家正在研究“肥胖因素”——环境中的化学物质干扰人体新陈代谢并导致体重增加——是否会从基因上增加肥胖的风险。加州大学欧文分校的布鲁斯·布隆伯格(Bruce Bloomberg)和他的同事在2013年的一项研究中发现，当给怀孕的老鼠喂食含有三丁基锡(曾被广泛用作船只防污漆)的水时，它们的后代容易产生过多的脂肪细胞和脂肪肝。这种变化将持续两代人，最好的解释是表突变。这样，尽管生活方式和饮食的变化在过去50年里确实导致了肥胖症、糖尿病和其他“富裕国家”疾病的增加，但可以想象，祖父母接触污染物也增加了人们患这些疾病的可能性。

当人们给实验动物注射滴滴涕时，发现他们的第四代幼崽中有一半以上肥胖——尽管他们的第二代幼崽是正常的——这似乎是表观遗传学的作用。对于像美国这样的国家来说，1940年代和1950年代出生的一代人可能受到滴滴涕的污染，这种研究结果具有重大意义。自20世纪50年代以来，美国三代人中成年人的肥胖率急剧上升，现已超过35%。