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表觀遺傳大革命 - Nessa Carey
2025/04/24 12:00
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自己有ㄧ對雙胞胎外甥，小時候長得十分相似，唯一能夠分辨的地方就是頭髮上面有幾個旋渦，以前想不通同卵雙胞胎的基因完全一樣，身體還是會有差異，這本書(The Epigenetics Revolution: How modern biology is rewriting our understanding of genetics, disease and inheritance) 確實給出答案．作者 Nessa Carey 是愛丁堡大學病毒學博士，曾任倫敦帝國學院分子生物學資深講師。卡雷後投身於生技與製藥產業十年有餘，目前定居於英國貝德福德郡，本書是她的第一本作品，也被眾多歐美書評評介為「認識表觀遺傳學最棒的一本書」。
表觀遺傳系統左右細胞如何使用DNA上的基因，在某些情況下，表觀遺傳的影響能跨越數百次細胞分裂循環，透過細胞分裂傳遞下去。自從桃莉羊拖著牠患有早發性關節炎的四條腿走進歷史以來，還有兩個明顯與複製有關的問題尚未解決：首先是，複製動物為何如此曠日費時？其次，與自然產出的子代相比，複製而來的動物通常比較不健康，這又是為什麼？這兩個問題的答案都是「表觀遺傳」。
以應用目的來看，我們應該不用走到複製人這一步才稱得上對人類有用，我們需要的只是有潛力轉化成其他類型細胞的萬能細胞罷了。這種細胞通稱為「幹細胞」（stem cells），以沃丁頓的表觀遺傳地貌圖為喻，幹細胞的位置非常接近山坡頂點。
DNA 是細胞的基礎資訊來源、基本藍圖。DNA並非真正的執行者，這項工作主要由蛋白質完成。但製造所有蛋白質的密碼都寫在DNA上。光這四種鹼基就能創造六十四組密碼──用於二十種標準胺基酸根本綽綽有餘。
當細胞想「讀取」某特定段落的DNA、並以之為腳本製造某蛋白質時，它會讓一大團蛋白質複合體「拉開」正確段落的DNA拉鍊，製作 mRNA 複本。這個複合體依循鹼基配對法則製作完美的 mRNA 複本，而這段 mRNA 分子則繼續在胞內負責製造蛋白質的特殊構造內充作暫時模板；這團蛋白質複合體讀取三個字母組成的密碼子、再將正確的胺基酸編成蛋白質長鍊。從DNA轉至 mRNA 再變成蛋白質」的過程有點像控制數位影像。
表觀遺傳正是細胞用來控制特定蛋白質產量的機制之一，主要作用在控制 mRNA 複本的產量。人類細胞的基因結構大致相同。開頭有一區叫「啟動子」（promoter），會與拷貝DNA、製成 mRNA 的蛋白質複合體結合；蛋白質複合體沿著基因本體移動、製成 mRNA 長鍊，直至抵達基因末端然後脫落。
不妨把染色體想成一株超大聖誕樹吧。從主幹伸出去的每根樹枝都是組蛋白尾，每根尾巴都能掛上表觀遺傳調控修飾物。基因表現與表觀遺傳調控彼此如何依循消長」是這個階段要掌握的關鍵概念。有個挺合用的比喻是「捕鼠器工廠」。發育中的胚胎猶如這組捕鼠器。受精卵預載某幾樣主要來自卵細胞質的蛋白質，這些卵源蛋白質進入細胞核，與目標基因結合（為感念「捕鼠器工廠」，我們叫它「飛踢」好了），進而調節基因表現；同時，「飛踢」蛋白也會吸引特定幾種表觀遺傳酵素來到自己附近。
自訂分類：書評
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