科學家*次證明DNA標記決定命運

來自的約翰霍普金斯大學的研究人員*次證明了蜜蜂復雜反復的行為模式，與基因上可逆化學標記有關，研究人員認為這也可以延伸到其它動物上。

研究人員表示，這項公布在9月16日Nature Neuroscience雜志上的發現，zui重要的意義在于*次證明了DNA甲基化標記與生物體的行為這一層面有關，而且更值得關注的是，這種行為及其其相應的分子變化是可逆的，這對人體健康具有重要的意義。

據約霍普金斯大學基礎生物醫學表觀遺傳學中心的主任，分子醫學教授Andy Feinberg介紹，基因上的DNA甲基化一直以來，都被認為在調控基因活性方面扮演了重要角色，這些調控能改變生物系統，比如干細胞或者癌細胞生長的命運。

Feinberg等人對于表觀遺傳學如何影響行為產生了興趣，因此他和他的團隊分析了動物行為經驗證模型：蜜蜂。

他們與蜜蜂專家Gro Amdam博士(Amdam博士同屬于美國亞利桑那州立大學以及挪威生命科學大學)合作，發現具有相同基因序列的蜜蜂，如果DNA甲基化模式存在顯著差異，就會出現*不同的行為模式。

研究人員采用了一種能一次分析整個基因組的新方法，利用這種稱為CHARM(comprehensive high-throughput arrays for relative methylation，相對甲基化綜合高通量陣列)的方法，研究小組分析了兩個不同分工的工蜂大腦中的DNA甲基化定位，所有工蜂都是雌蜂，在一定范圍內都應該是相同基因的姐妹。然而，它們卻都做著不同樣的事情，有的是照顧幼蜂，有的是收集食物。

照顧幼蜂的一般都比較小，留在蜂巢照顧女王和她的幼蟲。當它們長大了，就要離開蜂巢出外覓食，收集花粉和其他物資，構建蜂巢。“基因本身不會告訴我們什么導致了兩種類型的行為，”Feinberg 說，“但是表觀遺傳學會”。

Feinberg和Amdam對新蜂巢中相同年齡階段的蜜蜂開始進行實驗，因為研究發現的差異可能歸因于年齡的差異。 “當年幼，差不多年齡的蜜蜂進入一個新的蜂房，它們就會分配任務，成為看護，或出外覓食，”Amdam解釋說。

研究人員分析了21個看護，以及21個覓食的蜜蜂大腦中DNA甲基化模式，結果發現在這兩種類型的蜜蜂中，155個DNA區域出現了不同的標記模式，與這些甲基化差異有關的大多數基因，都是已知會影響其他基因狀態的基因，”Feinberg說：”沒有這些標記的基因，就像是沒有紅綠燈的道路，造成交通堵塞。”

研究人員一旦知道這種差異的存在，就進行了下一個步驟分析――看看這些差異是否是*性的。“當有看護減少，就會有負責覓食的工蜂補充，回到它們原來的工作崗位，”Amdam說。

研究人員希望利用這一方法分析覓食蜜蜂是否會保持它們的覓食時加入的遺傳標記，因此他們移去了蜂巢中所有的看護，觀察幾個星期后，蜂巢如何恢復平衡。

這樣研究人員又檢測了DNA甲基化模式的差異，分析保持覓食和成為看護后的覓食工蜂的差異，結果發現了107個DNA區域表現出了不同，這表明表觀遺傳標記并不是不可逆，*性的，這與蜜蜂的行為密切相關。

Feinberg指出，令人感到戲劇性的是，這些區域的一半以上也都出現在了當看護變成覓食工蜂的大腦中，這57個區域可能就是看護和覓食的關鍵區域，Amdam說。

研究人員表示，希望他們的結果可能揭示復雜的行為問題，譬如人類的學習，記憶，應激反應和情緒障礙，所有涉及遺傳和表觀遺傳元件之間關聯的行為。人的遺傳序列受到表觀遺傳標記的影響，這表明外部條件可能會造成穩定的，但也可逆的行為模式。