主題回顧— 表觀遺傳學

他們認為表觀遺傳學的定義只在於探討基因轉譯程度的修飾而非包含所有修飾。

而此基因修飾終究得依靠DNA ... Epigenetics: The Code Isn't The Object. 首頁關於我們人物訪談 大師專訪 青年學者 海外求職 海外留學與實習 研究領域專題科學報導 生物化學 分子生物學 生物物理與結構生物學 生物物理 結構生物學 基因與基因體學 遺傳學 基因體學 表觀遺傳學 總體基因體學 CRISPR 細胞與發育生物學 發育生物學 癌症生物學 細胞生物學 電生理學 神經科學 計算神經科學 發育神經學 細胞分子神經學 系統神經學 認知科學 微生物與免疫學 微生物學 免疫學 感染性疾病 病毒學 疫苗 生物工程學 合成生物學 生物資訊學 計算生物學 系統生物學 機器與深度學習 蛋白質體學 跨領域生物科技 奈米科技 奈米生物介面 生物材料 醫學 精準醫學 轉譯醫學 細胞治療 基因治療 藥學 藥物開發與設計 再生醫學 幹細胞 組織工程 公共衛生 環境與健康 流行病學 生態與演化 活動 活動消息 大師講座 留學講座 職涯沙龍 專欄 唐獎TangPrize 聯絡我們 Science的一位部落主DerekLowe在他部落格一篇關於表觀遺傳學的文章中定了“Epigenetics:TheCodeIsn’tTheObject.”的標題。

不以轉譯出蛋白質為目的，而著重在基因修飾的表觀遺傳學顛覆了當時基因序列決定命運的看法[1]。

去年九月，TheInvestigator透過不同的研究引領我們認識表觀遺傳學在老化、癌症、記憶形成、以及肥胖中扮演的角色。

細胞在老化和癌化的行為互相矛盾，在深入探究老化與癌化的表觀遺傳機制時可以發現兩者有不同族群的基因被甲基化。

其中發現兩者都有共同基因（CMgenes）被甲基化，老年人才會有癌化伴隨老化的現象[2]。

同樣關於癌症表觀遺傳的研究，UTX生產出的蛋白質可以催化去甲基反應以抑制癌症，而蛋白質上含有tetracopeptiderepeat（TPR）結構也可以與其他蛋白作用抑制癌症[3]。

另外，相同的基因修飾可能隨著參與蛋白質的不同而有不同的功能，例如：同樣藉由三甲基化組蛋白H3上的第四個離胺酸（H3K4me3），MLL2得以調控卵子的發育[4]，而MIR31HG可以提升脂肪生成相關基因PPARγ、C/EBPα、FABP4的表現量[5]。

除了DNA表觀遺傳學，RNA表觀遺傳學近年來在研究上也有許多進展。

其中最受關注的是N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine，簡稱m6A），此種基因修飾的作用目標通常是mRNA，由一連串蛋白質分別扮演writer（甲基化m6A）、reader（辨識m6A並改變其功能）、以及eraser（去甲基化m6A）（圖一）。

研究指出一旦mRNA的特定位置被修飾成m6A，將能加速 mRNA的裁切、轉譯、分解，進而加快細胞生產各種蛋白質。

此機制與癌症的生成似乎有所關聯，因而啟發人們探究m6A與癌症的關係。

舉人類肺癌為例，研究發現METTL3（甲基轉移酶，能甲基化RNA上的腺嘌呤形成m6A）會與轉譯起始因子（translationinitiationfactor）諸如核帽接合蛋白次單元1（nuclearcap-bindingproteinsubunit1，簡稱CBP80）和真核轉譯起始因子4E（eukaryotictranslationinitiationfactor4E，簡稱EIF4E）作用，加速報導mRNA（reportermRNA）的轉譯進而能促使肺癌細胞的生長。

如此m6A修飾機制或許能成為另一個癌症治療的目標[6]。

m6A還被發現跟記憶形成有關，研究發現RNA去甲基酶FTO（FatMassandObesity-Associated）便是藉由m6A修飾來參與海馬迴的記憶形成[7]。

表觀遺傳學隨著研究進展越顯其神通廣大，但關於其定義與應用的論戰也同時發生著。

TheNewYorker有一篇文章提到表觀遺傳學的可遺傳性。

其中寫到，在1944年9月，德國佔領了荷蘭並禁止食物和煤炭運送至荷蘭北部導致該地冬天發生了大飢荒。

很多從艱困時期存活下來的孩童到後來都被慢性病困擾著，巧合的是他們的子代也有較高機率罹患肥胖、糖尿病、或心理疾病。

這是否意味著環境因素留下的痕跡會透過表觀遺傳機制傳到後代？而這會是拉馬克《用進廢退說》東山再起的契機[8]？這項論點缺乏分子機制解釋，而且可以輕易找到證據反駁。

此外，很多科學家也認為表觀遺傳學的定義在此遭到了濫用。

他們認為表觀遺傳學的定義只在於探討基因轉譯程度的修飾而非包含所有修飾。

而此基因修飾終究得依靠DNA轉譯出相關蛋白質來執行[9][10]。

就目前所知除了生殖細胞發生突變，DNA的遺傳是不會傳給後代的。

環境因素對於表觀遺傳學的角色在此論述下則相對弱化了些。

表觀遺傳學終究是由基因的序列轉錄並轉譯出來的蛋白才能執行，但在思考表觀遺傳學的應用與在生命科學扮演之角色的同時，我們也期待未來研究能揭露更多表觀遺傳學的祕辛，提供醫學突破的墊腳石。

圖一、m6A基因修飾流程與各類蛋白質（圖片來源：doi:https://doi.org/10.1038/s41419-017-0129-x） 參考文獻： DerekLowe.(2010,November8).Epigenetics:TheCodeIsn’tTheObject.Retrievedfromhttps://pse.is/ERST7 【FriendorFoe癌症形成與細胞衰老】TheInvestigatorTaiwan.(2018,September). 【蛋白質也要兼差？抑制癌症的UTX】TheInvestigatorTaiwan.(2018,September). 【讓卵子凍齡─MLL2蛋白的卵子表基因調控】TheInvestigatorTaiwan.(2018,September). 【減肥的契機—表觀遺傳與脂肪生成的故事】TheInvestigatorTaiwan.(2018,September). DongjunDai,HanyingWang,LiyuanZhu,HongchuanJin&XianWang.(2018,January26). N6-methyladenosinelinksRNAmetabolismtocancerprogression. Nature,124(2018),https://doi.org/10.1038/s41419-017-0129-x                  【表觀遺傳學之mRNA修飾參與記憶形成】TheInvestigatorTaiwan.(2018,September). SiddharthaMukherjee.(2016,May2).SamebutDifferent.Retrievedfromhttps://pse.is/EPCAC MarkPtashne.(2007,April3).Ontheuseoftheword‘epigenetic.’CurrentBiology,Volume17,ISSUE7,PR233-R236,doihttps://doi.org/10.1016/j.cub.2007.02.030 DerekLowe.(2016,May12).EpigeneticsFortheSpirit.Retrievedfromhttps://pse.is/EAC6S 撰文｜林其燁 審稿｜林偉強 Abouttheauthor 林其燁 陽明大學醫學系學生。

高中時討厭寫作，上大學後卻想藉由寫作與其他人作想法的交流。

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