如果我們可以繼承比父母更多的基因呢？ 如果我們能繼承開啟和關閉基因的能力呢？
這些可能性在我們 最近的一項研究，發表在《自然通訊》上。 我們發現，除了我們的基因外，其他信息也從媽媽傳給了後代，以影響他們的骨骼發育。 這就是通常在幾代人之間重置的“表觀遺傳”信息。
我們的研究是在老鼠身上進行的，這是哺乳動物中第一個此類案例，其中來自母親卵子的長期表觀遺傳效應被傳遞給下一代。 這會對那一代人的健康產生終生影響。
然而，我們不能確定等效的表觀遺傳變化也會在人類中遺傳，包括對我們骨骼發育方式的影響以及對疾病的潛在影響。
等等，表觀遺傳學又是什麼？
我們的基因（DNA 包）告訴我們的身體製造某些蛋白質。 但是我們的細胞也需要指令來知道是否應該使用（打開）或不使用（關閉）基因。
這些指令以位於 DNA 頂部的化學或“表觀遺傳”標籤（小分子）的形式出現。 你會在你的一生中積累這些標籤。
想想標點符號如何幫助讀者理解句子。 表觀遺傳標籤使細胞能夠理解 DNA 序列。
如果沒有這些表觀遺傳標籤，細胞可能會在錯誤的時間或根本不製造蛋白質。
時間對於胚胎如何發育至關重要。 如果某些基因過早或過晚表達（啟動以產生蛋白質），胚胎將無法正常發育。
什麼是表觀遺傳學？
我們發現了什麼？
我們有興趣了解一種稱為 SMCHD1 的小鼠卵子 (ova) 中蛋白質的功能。
通過從小鼠卵子中去除 SMCHD1，我們發現從缺乏 SMCHD1 的卵子發育而來的小鼠骨骼發生了改變，脊柱中的一些椎骨被破壞。
這只能通過由於卵子中 SMCHD1 的丟失而導致的表觀遺傳變化來解釋。
特別是，我們研究了一組被稱為 霍克斯 基因。 這些編碼了一系列已知控制哺乳動物骨骼發育的蛋白質。
霍克斯 基因存在於所有動物中，從蒼蠅到人類，對我們的脊柱至關重要。 進化已經微調了 霍克斯 胚胎髮育過程中的基因，以確保骨骼正確組裝。
我們的研究表明，母親的 SMCHD1 在她的卵子中建立的表觀遺傳標籤可以影響這些 霍克斯 基因在她的後代中表達。
這一發現令人大吃一驚，因為卵子中幾乎所有的表觀遺傳標籤都在受孕後不久被刪除。 這有點像恢復出廠設置。
這意味著將來自母親卵子的表觀遺傳信息傳遞給她的後代以塑造它們的生長方式是不尋常的。
這對我們意味著什麼？
我們的研究結果表明，即使您沒有從母親那裡繼承的基因仍然會影響您的發育。
這可能對 SMCHD1 基因變異的女性的孩子有影響。 SMCHD1 的變異會導致人類疾病，例如 肌營養不良症.
將來，SMCHD1 可能成為新藥的靶點，以改變蛋白質的功能並幫助患有由 SMCHD1 變異引起的疾病的患者。 因此，重要的是要了解雞蛋中 SMCHD1 的破壞可能對後代產生什麼後果。
其他疾病呢？
科學家們現在開始明白，添加到我們基因中的表觀遺傳標籤對環境的變化很敏感。 這可能意味著環境變化，例如我們的飲食或體育活動水平，會影響我們基因的表達方式。 然而，這些變化不會改變 DNA 本身。
由於代際之間的“工廠重置”，表觀遺傳狀態在卵子發育和胚胎髮育的早期階段經歷的變化最多。 這意味著胚胎在這個發育窗口期間更容易受到表觀遺傳變化的影響，包括環境變化。
隨著我們發現越來越多的表觀遺傳信息是從母親那裡繼承的，在某些情況下，母親所經歷的飲食或其他環境變化可能會影響下一代。
鑑於科學家現在可以研究單個雞蛋中發生的情況，我們可以很好地確定這可能發生的情況，並弄清楚我們究竟可以繼承什麼。
關於作者
瑪妮布萊維特, 分子醫學實驗室主任, 沃爾特和伊麗莎霍爾研究所 和 娜塔莉亞·貝內蒂，博士生，表觀遺傳學和發展部， 沃爾特和伊麗莎霍爾研究所
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