
佛祖的话
佛祖说有来世,本世的修行会影响来世的投胎转世。不信佛祖的人大概不会相信,不过我想如果你了解完此文的概念后,即使你并不相信佛祖,从科学角度,你也可能动摇对来世与本世之间关系的认知。
基因的开关
一个经典的表观遗传实验

科学家选择具有不同基因的雌性小白鼠进行试验。
一种具有高 LG 基因:它会对出生后的子代比较热情,进行频繁地舔毛,帮助子代梳理和清洁,是一种非常善于照顾子代的表现。
一种具有低 LG 基因:它对出生后的子代比较冷漠,它很少帮子代舔毛,也不那么主动靠近和照顾子代。
科学家先让两类小白鼠各自生育了一代小白鼠。这些小白鼠都继承了遗传的高或低 LG 基因。
然后再把这些子代小白鼠分成了两组:A 组
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• 高 LG 雌性 照顾 高 LG 子代
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• 低 LG 雌性 照顾 低 LG 子代
B 组:
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• 高 LG 雌性 照顾 低 LG 子代
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• 低 LG 雌性 照顾 高 LG 子代
实验结果是观察两组子代后来的性格。实验结果表明:A 组
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• 高 LG 雌性 照顾 高 LG 子代:几个月成年后,热情,有好奇心,社交能力高
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• 低 LG 雌性 照顾 低 LG 子代:几个月成年后,冷漠,缺乏好奇心,社交能力低
B 组
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• 高 LG 雌性 照顾 低 LG 子代:几个月成年后,热情,有好奇心,社交能力高
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• 低 LG 雌性 照顾 高 LG 子代:几个月成年后,冷漠,缺乏好奇心,社交能力低
A 组结果符合预期,而 B 组结果很有意思,因为照顾的雌性对子代性格影响超过了遗传基因。这当然也不算难以理解,环境对性格的影响肯定是非常大的。

那么表观遗传说其实说的就是在不改变 DNA 本身的情况下,我们人类的一些日常行为却对遗传产生了影响的现象。而表观遗传如何发挥作用,它如何可以跳过基因自身的影响而决定人的行为,此文基于《基因开关》一书做个简单介绍。
基因的开关:非凝缩态和凝缩态
基于表观遗传好像是在基因的再上面一层来控制基因的表达,所以它被称为基因开关。
我们先了解下染色体的结构。人的每个细胞中都有相同的染色体,一共 23 对,实际上这 23 对染色体双螺旋结构链完全展开,长度可以达到 2 米,而它们目前居然被装在 0.5um 的细胞核中,可以想象一个足球场中的足球里面装着可以绕赤道一周的丝带。要完成这么艰巨的打包工作,那么实际上是组蛋白将 DNA 链不断折叠压缩成染色质达成的。组蛋白带正电荷,DNA 链带负电荷,这两者通过吸引力紧密缠绕在一起形成了染色质。
下图:紫色小球就是组蛋白,蓝色丝带就是 DNA 链。

而基因开关就是:
如果组蛋白和 DNA 缠绕的相对紧密,但是又有一定空间让 DNA 链能露出被复制,这叫非凝缩状态,此时基因可以正常发挥作用,基因表达开启。
如果组蛋白和 DNA 缠绕得过于紧密,叫凝缩状态,意味着 DNA 链完全无法露出,导致它无法被复制,所以基因不能发挥作用了,基因表达关闭。
开关如何工作?
那么是什么导致了组蛋白和 DNA 缠绕过于紧密而导致基因表达关闭。科学家主要发现了两种现象:
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1. 组蛋白修饰
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2. DNA 甲基化
可以理解为就是给组蛋白或 DNA 化妆。组蛋白修饰就是有修饰基团,例如乙酰基添加到组蛋白上,这时因为乙酰基带负电荷,它中和了组蛋白部分正电荷,那么组蛋白和 DNA 之间的吸引力变弱,所以彼此缠绕变得相对松散,呈现非凝缩态,基因表达开启。反之依然。
而 DNA 甲基化,则是相反的过程,它是因为 DNA 的部分碱基被甲基化发生变异,引发了组蛋白去乙酰化酶,从而脱去了组蛋白的乙酰基,导致染色质凝缩,基因表达关闭。
开启关闭不是正向负向关系
我们整个人类的基因组 30 亿对碱基已经被破解,其实也就是说每一个 DNA 链的对应信息我们都知道了,实际上不同人之间的基因 99.9%都是相同的,只有剩下的 0.01%即 300 万个点位有所差别,它们决定了人体大部分的蛋白质合成,也造就了不同人之间的差异。
我们人体的每个细胞都拥有完全一样的基因,但是我们不同器官发挥截然不同的作用,这也表明了在每个不同器官细胞中基因的表达开关都是不同的,并非开启就是好的,关闭了就是不好的。因为也可能开启了不好的基因表达,或者关闭了好的基因表达。基因开启或者关闭取决于它所需要达到的目的。
对日常生活的影响
与食物依赖症的关系
一旦对某些事物成瘾,就非常难以戒断。巴甫洛夫效应讲述了我们因为人为地将暗示与奖赏相结合,我们产生了很多的联想奖赏系统。正如人们对高糖高脂食物依赖,我们把诱惑的食物外表当作了奖赏系统的暗示信号,能够获得多巴胺驱使我们条件反射。
科学家研究部分人高糖高脂饮食习惯的养成,主要是多巴胺的受体 D2 的基因表达被关闭了,而多巴胺要发挥作用,原本是需要多巴胺和不同受体结合,而其中一种是 D2 受体,基因表达关闭,意味着,我们每次享受高糖高脂食物所获得快感不足,也就是说每次都是渴求更多来满足原本在奖赏系统下形成的快感记忆,也就导致了暴饮暴食,从而增强依赖。
药物依赖与遗传
一个有趣的实验展示的是药物成瘾的雌鼠,它的药物成瘾经历通过表观遗传给了它的下一代
,而它的下一代表现出的是对药物成瘾的抗性更高。神奇就是研究揭示,这种上一辈的依赖行为影响了下一代的基因表达。
与抑郁症的关系

目前尚未发现导致抑郁症的单一基因,但是很多实验都证明了抑郁症是遗传相关的。抑郁症是人的“压力感受性”和“压力”之间的作用结果。每个人的压力感受性不同,不是由单一基因决定,而是由多个基因开启或关闭的表观遗传决定。
抑郁症的表观遗传研究
与情绪和活力紧密相关神经递质是单胺类神经递质,而这其中主要包括血清素。最开始科学家认为是缺乏血清素导致了抑郁症。开发了针对性提高血清素的药物,发现有效,不过他们很快又发现在服完抗抑郁药物后,患者的血清素含量就会立刻上升,但是大部分患者的情绪都不会马上发生变化,而是一般需要服药数周后才能见效。所以血清素并不是决定因素,他们决定继续追查,这里面发现两个表观遗传的影响:
一方面:依然是大脑的奖赏系统的基因表达,抑郁症人群的多巴胺相关基因表达关闭,人群会放弃很多曾经的一些爱好,从而导致奖赏系统活力降低,多巴胺释放不足。所以现行的抗抑郁药物多具有 HDAC 抑制剂,它可以减少去乙酰化酶,从而减少我们前面说到的组蛋白修饰,重新开启基因表达。
另一方面:抑郁症患者由过量的皮质醇,这种激素会导致情绪低落和免疫力下降。而皮质醇经由激活 HPA 轴释放,HPA 有负反馈机制来调节自身活力程度。皮质醇实际上是人们应对危险和压力当下释放有助于人冷静,理性的产物,但是如果当危险压力消失后,人依然持续释放,就说明负反馈机制失效了,人可能会陷入抑郁。负反馈失效的原因是 GR 基因的甲基化,导致基因关闭。
以上的研究支撑着当今的抗抑郁症药物研发。不过最新的研究又发现在给患抑郁症但是 BDNF 基因关闭的小鼠进行抑郁症的药物治疗时,原有的抗抑郁症药物失效了。
抑郁症的脑源性神经营养因子(Brain derived neurotrophic factor)减少假说
所以关于抑郁症的 BNDF 减少假说出现了,它认为 BDNF 基因的表达被关闭,减少了 BDNF 合成导致了抑郁症。
父母养育方式对小孩的大脑发育影响

文章开头的实验就是讲述幼年时的养育方式对成年后的小白鼠影响,显然养育方式大于基因。
而很多的抑郁症研究都表明前面说到的抑郁症患者过量的皮质醇,也就是 HPA 轴过度活化原因就来自于童年时期遭受的压力和压力感受性之间相互作用的结果。
纽约大学的一个心理学实验追踪了 1200 多个婴儿的心理发展,发现养育方式比环境对儿童的影响更大。发现:
即使都是在内部有冷暴力,矛盾争吵,混乱不堪的家庭环境下
如果母亲不关心孩子,只看手机,照顾不周那么儿童的皮质醇上升,意味着感受到的压力上升。
但是如果母亲依然是关心孩子,照顾周到那么儿童的皮质醇不会上升,意味着感受到的压力并没有大变化。
这意味着优质的养育方式可以减轻逆境对小孩产生的压力。所以养育方式比环境更重要。
了解表观遗传对我们生活有什么启发
表观遗传的研究揭示了我们的生活方式如果通过开启和关闭我们的基因表达对我们自身和我们的下一代产生影响,它会以不改变 DNA 结构的形式影响遗传。
同样了解很多表观遗传的原理,实际上也是现在很多药物或者疾病攻克研究的方向。正如抗抑郁症药物的研究。
那么回到我们个体上,我得到了以下启发:
1.植入反向暗示
奖赏机制里面讲到了形成条件反射会导致 DNA 的甲基化,为了减少一些有害健康的这种反射形成,我们可以主动地在条件反射奖赏机制形成中切断暗示与奖赏的关系,植入反暗示。当然这需要克服很大的本能,和我们意志力。例如在油滋滋食物(暗示)- 美味好吃(奖赏)的机制里,我们主动认识到我们将要形成这种机制,给大脑植入 油滋滋食物(暗示) - 心血管疾病(奖赏)。
2.预防抑郁,培养爱好,形成更多的奖赏系统机制并保持激活
现代生活中多重的压力,不管多么强大的压力感受器都很容易过激,从而让我们面临抑郁风险。大部分人都可能经历抑郁情绪,抑郁的突出表现就是皮质醇过量,我们不易获得快感,奖赏系统活力降低。而如果我们能主动激活让奖赏系统维持活跃,就可能降低抑郁倾向。培养一些小小的兴趣爱好,形成一些有益的奖赏系统,固定让它保持活跃。
3.和小朋友一起养成健康的生活方式,重视压力认知和亲子互动
每个人面对压力的处理方式都各异,儿童所需面临的压力,一方面取决于外部的真实压力,另一方面取决于自我的压力感受器。父母可以做的一方面帮助小朋友从小识别压力,例如哪些是真正的压力或者竞争(危险,面对欺凌),哪些是社会化的差异(外貌穿着区别,家庭富裕程度)。维持一个健康的生活方式,包括合理的饮食、适度的运动和积极的社交,不仅对我们自身的健康有益,还可能通过表观遗传机制为后代的健康打下基础。
好了,本期新知就到这里了。喜欢的话不要忘记分享转发和收藏。
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