DNA并非唯一遗传物质

来自加拿大多伦多大学，多伦多成瘾与心理卫生研究中心，以及瑞士，澳大利亚的研究者在最新一期的Nature Genetics发表研究成果，该研究文章在遗传学方面提出了新的问题，质疑DNA作为唯一遗传物质的学说。

一直以来，经典的遗传学说认为DNA是遗传信息的载体，人类所有的信息都存在于这个小小的染色体上。从父母亲那遗传来的形状取决于DNA序列。文章作者Art Petronis教授否定了这一论断，他认为DNA不是唯一的遗传信息载体，还有其他的表观遗传调控因子在遗传过程中起关键的作用，比如说，甲基化（可能导致基因沉默）。

经典的遗传学研究方法是比较同卵双胞胎和异卵双胞胎的遗传情况。文章通讯作者，成瘾与心理卫生研究中心表观遗传学实验室主任Art Petronis教授综合分析了114对同卵双胞胎和80对异卵双胞胎的遗传情况。

研究小组用一种芯片（12K CpG island microarrays）对双胞胎的白细胞（WBC）和面部上皮细胞进行甲基化分析。对同卵双胞胎的基因组上约6000个独立区域的亚稳定性进行了分析。将同卵及异卵双胞胎进行组内相关性对比，发现异卵双胞胎的面部上皮细胞的表观遗传学差异十分大。尽管，异卵双胞胎的差异性可以用DNA序列不同来解释，但是，用silico SNP分析法进行深入研究发现，这些差异其实与表观遗传调节因子的差异有很大关联。

这些研究结果显示，表观遗传学调节因子在遗传上起重要的作用，因此说DNA序列不是唯一的遗传基础。这种表观遗传学说有助于解释目前人类疾病中的谜团，比如说，某种疾病只发生在同卵双胞胎中的一位；有些遗传疾病的易感性男女有差异（比如男性更易发孤独症，而女性更易发狼疮）；有些疾病甚至在发病过程中也存在差异。

表观遗传学疾病学说更有利于科学家研究各类遗传疾病，最终这一学说可能提高人类对疾病的诊断和治疗水平。

 

 

Nature Genetics 41, 240 - 245 (2009) Published online: 18 January 2009 | doi:10.1038/ng.286

DNA methylation profiles in monozygotic and dizygotic twins

Zachary A Kaminsky1,2, Thomas Tang1, Sun-Chong Wang1,3, Carolyn Ptak1,2, Gabriel H T Oh1,2, Albert H C Wong1,2, Laura A Feldcamp1,2, Carl Virtanen4, Jonas Halfvarson5,6, Curt Tysk5,6, Allan F McRae7, Peter M Visscher7, Grant W Montgomery7, Irving I Gottesman8, Nicholas G Martin7 & Art Petronis1,2

Twin studies have provided the basis for genetic and epidemiological studies in human complex traits1, 2. As epigenetic factors can contribute to phenotypic outcomes, we conducted a DNA methylation analysis in white blood cells (WBC), buccal epithelial cells and gut biopsies of 114 monozygotic (MZ) twins as well as WBC and buccal epithelial cells of 80 dizygotic (DZ) twins using 12K CpG island microarrays3, 4. Here we provide the first annotation of epigenetic metastability of 6,000 unique genomic regions in MZ twins. An intraclass correlation (ICC)-based comparison of matched MZ and DZ twins showed significantly higher epigenetic difference in buccal cells of DZ co-twins (P = 1.2  10-294). Although such higher epigenetic discordance in DZ twins can result from DNA sequence differences, our in silico SNP analyses and animal studies favor the hypothesis that it is due to epigenomic differences in the zygotes, suggesting that molecular mechanisms of heritability may not be limited to DNA sequence differences.