人們居住的地區(qū)和他們的價值觀，都會對后代產(chǎn)生影響。那么抽煙、經(jīng)歷饑荒或者在戰(zhàn)爭中服役，這些經(jīng)歷是否會給后代留下獨特的印記呢？

Emory大學的Brian Dias在小鼠中對這類問題進行了研究。他發(fā)現(xiàn)，與特殊氣味關(guān)聯(lián)的恐懼可以影響小鼠后代的大腦。他將雄性小鼠暴露在苯乙酮中，同時給予一定的足部電擊，令其建立起對這種氣味的恐懼。研究顯示，這些小鼠的后兩代對苯乙酮更為敏感，而且這三代小鼠的大腦結(jié)構(gòu)都發(fā)生了相應(yīng)的改變。Dias在Nature Neuroscience雜志上發(fā)表文章稱，這種環(huán)境信息的遺傳現(xiàn)象是表觀遺傳學修飾的結(jié)果。

生物學家們最初是在植物中觀察到了跨世代的表觀遺傳現(xiàn)象，隨后越來越多的證據(jù)表明這一現(xiàn)象也發(fā)生在鼠類和人類中。這不禁令人聯(lián)想起十九世紀法國生物學家拉馬克的理論。他在自己的著作中提到了用進廢退與獲得性遺傳兩個法則。

表觀遺傳學自誕生以來就一直爭議不斷，部分原因是人們還未能完全解析其作用機制。母親會在懷孕階段將環(huán)境影響傳遞給胎兒。因此，研究跨世代的表觀遺傳顯然只能依靠父親們。

精子中的印記研究人員發(fā)現(xiàn)，高脂肪含量飲食的雄性大鼠，會使其后代胰腺出現(xiàn)異常的DNA甲基化。低蛋白含量飲食的雄性小鼠，會改表其后代肝臟的膽固醇基因表達。而雄性糖尿病前期小鼠的精子中存在異常的甲基化，并且會提高后兩代小鼠患糖尿病的風險。

這些動物研究引起了廣泛的爭議，不過最具爭議性的研究來自于華盛頓州立大學的Michael Skinner。他的團隊將懷孕的大鼠暴露在大劑量的殺蟲劑和殺菌劑中，導致其后代出現(xiàn)器官損傷。其中雄性后代的精子發(fā)生了DNA甲基化改變，而這種改變至少延續(xù)了四代。

不過，至少有兩個團隊未能重復Skinner的數(shù)據(jù)，而且Skinner實驗室的一名博士后被發(fā)現(xiàn)偽造了另一篇相關(guān)文章中的數(shù)據(jù)。但Skinner指出，已經(jīng)有一些研究團隊成功重復了他的實驗，而那些未能重復的團隊使用的方法并不恰當。

甲基化機制解釋跨世代的表觀遺傳機制并不容易，因為大多數(shù)這類研究總是涉及到過多的因素。而Dias的研究在這方面很有優(yōu)勢，因為與苯乙酮結(jié)合的特定受體是由Olfr151這一個基因編碼的。Dias等人在文章中指出，恐怖性氣味的信息降低了小鼠精子中Olfr151的甲基化水平。這種改變在小鼠后代的DNA中得以延續(xù)，提高了該受體的表達水平，增強了動物對這種氣味的敏感性。

但這其中的因果關(guān)系并不緊密，“依然沒有超出‘可能性’的范疇，我們并未弄清這類信息跨世代遺傳的具體機制，”Emory大學的發(fā)育遺傳學家William Kelly指出。

其他途徑盡管沒什么人否定表觀遺傳現(xiàn)象，但人們對目前提出的作用機制還持有異議。也許嗅覺研究中的DNA甲基化只是另一種機制的副產(chǎn)品。例如組蛋白上的化學印記也可以在世代間遺傳。也有報道顯示，microRNA的表達模式也可以遺傳并影響基因的表達。此外，還有研究者提出了一些另類的途徑，包括可以轉(zhuǎn)遞遺傳性狀的朊蛋白，以及精液中的某種影響基因表達的成分等等。

如果表觀遺傳基因涉及了DNA甲基化、組蛋白或者RNA， 那么在接下來的幾年中這一領(lǐng)域可能出現(xiàn)重大的進展。但如果是一個全新的機制，那么人們可能需要數(shù)十年才能解開這個謎題。