表觀遺傳學時代 生物學皇冠上*璀璨的明珠 生命的《時間簡史》,以非基因視角解讀生命 何謂表觀遺傳學? 為何基因序列不變而遺傳性改變? 解讀非基因遺傳的表達——長壽、衰老、腫瘤! 20世紀,全世界的**生物學家,包括遺傳學家、細胞生物學家、分子生物學家、生物化學家……幾乎都是圍繞著“DNA-RNA-蛋白質”這一中心法則開展研究工作。在具有里程碑意義的一天,2000年6月26日,當科學家向全球宣布完成了人類基因組測序時,大家都認為生物學、遺傳學和醫(yī)學等學科的研究工作,基本可以進入收官階段。 但是,當DNA編碼的基因序列被科學家破譯后,仍有許多問題困擾著我們。譬如:人體內所有細胞的基因組都一樣,為何會出現執(zhí)行不同功能的器官?為何基因組一致的同卵雙胞胎,在某些方面的基因表達卻完全不同?為何兒童期甚至胚胎期受到的刺激,會導致影響人一生的后果?干細胞可分化為人體的各種組織細胞,稱為醫(yī)學治療的未來,但為何只有干細胞被寄予厚望,與它的基因組完全相同的其他細胞則不行? 所有這些問題都指向一個答案,在基因組編碼規(guī)則之上,還有一雙看不見的調控之手,它可以使具有完全相同基因編碼序列的細胞或個體表現出截然不同的性質——表觀遺傳。 表觀遺傳學有可能會顛覆我們對地球上生物結構和行為的理解。它深入淺出地描述了為什么僅用遺傳密碼理論不足以解釋一個生物體如何進化與發(fā)育的行為,以及大自然和營養(yǎng)物如何共同作用以形成生物多樣性的問題。本書通過縱觀表觀遺傳學領域二十多年的研究發(fā)展,以突出**研究成果和創(chuàng)新點的方式,對表觀遺傳學的基礎知識進行了易于理解的介紹。 本書以實例為據,對現代生物學中**革命性的表觀遺傳學進行了抽絲剝繭般的解讀,將超微觀、抽象、嚴謹的內容用平易近人的方式娓娓道來。本書的科學性和新穎性奠定了它在遺傳學界的重要地位,它將引領現代生物學邁向更新的高度,它將顛覆人類對生命、健康、長壽、疾病的傳統(tǒng)認知和理解,堪稱生命的《時間簡史》。 本書簡介: 《遺傳的革命》對遺傳學領域中具革命性的表觀遺傳學進行了抽絲剝繭般的講解。用例子為引導,將教科書般嚴謹的內容用平易近人的方式娓娓道來。本書的科學性和新穎性奠定了其在遺傳學界的重要地位,可作為生物學、醫(yī)學和遺傳學等學科的學生及科研人員拓展知識的學習材料。 《遺傳的革命》,全書共分16章。第1章:丑陋的蟾蜍和優(yōu)雅的男人;第2章:我們如何學會把球推上山;第3章:我們以前所了解的生命;第4章:我們現在所了解的生命;第5章:為何同卵雙胞胎會不完全一樣;第6章:父親們的原罪;第7章:生殖游戲;第8章:性別戰(zhàn)爭;第9章:X染色體的后代;第10章:信使不代表全部;第11章:與內部的敵人戰(zhàn)斗;第12章:全在頭腦中;第13章:走下斜坡;第14章:女王萬歲;第15章:綠色革命;第16章:前方的路。 《遺傳的革命》重點研究了非編碼DNA,表觀遺傳修飾,如基因甲基化、乙;仁侨绾斡绊懭祟愡z傳的;通過荷蘭饑餓冬天事件、小鼠實驗、蜜蜂雌雄遺傳、果蠅突變,分析了與人類相關的肥胖、衰老、癌癥等諸多問題;提出表觀遺傳用藥可與基因治療互補,更好地保護人類身體健康。 作者簡介: 《遺傳的革命》由英國人內莎凱里編寫。內莎凱里為英國倫敦帝國學院客座教授,畢生研究生物技術和藥學,從事表觀遺傳學研究近二十年。 目錄: 000□致謝 000□前言 000□第1章丑陋的蟾蜍和優(yōu)雅的男人 000□第2章我們如何學會把球推上山 000□第3章我們以前所了解的生命 000□第4章我們現在所了解的生命 000□第5章為何同卵雙胞胎會不完全一樣 000□第6章父親們的原罪 000□第7章生殖游戲 000□第8章性別戰(zhàn)爭 000□第9章X染色體的后代 000□第10章信使不代表全部 000□第11章與內部的敵人戰(zhàn)斗 000□第12章全在頭腦中 目錄: 000□致謝 000□前言 000□第1章丑陋的蟾蜍和優(yōu)雅的男人 000□第2章我們如何學會把球推上山 000□第3章我們以前所了解的生命 000□第4章我們現在所了解的生命 000□第5章為何同卵雙胞胎會不完全一樣 000□第6章父親們的原罪 000□第7章生殖游戲 000□第8章性別戰(zhàn)爭 000□第9章X染色體的后代 000□第10章信使不代表全部 000□第11章與內部的敵人戰(zhàn)斗 000□第12章全在頭腦中 000□第13章走下斜坡 000□第14章女王萬歲 000□第15章綠色革命 000□第16章前方的路 000□詞匯表 第25章被征服的德國:1945年5—8月 跋:反思勒熱夫之戰(zhàn) 注釋 前言有時候,當我們閱讀生物學書籍時,會不由自主地認為“生物學”這三個字能夠解釋一切。例如,當2000年6月26日研究者宣布人類基因組測序全部完成時,人們做出的反應如下。 “我們今天正在學習上帝創(chuàng)造生命所用的語言! ——美國總統(tǒng),比爾克林頓(BillClinton) “我們如今有希望達成醫(yī)學方面任何曾有過的期望。” ——英國科學部長,塞恩斯伯里勛爵(LordSainsbury) “我認為成功繪制人類基因組圖譜甚至比實現人類登月更偉大。這不僅是我們這個時代的杰出成就,更是人類歷史上濃墨重彩的一筆! ——邁克爾德克斯特(MichaelDexter), 威康信托基金會(TheWellcomeTrust)有時候,當我們閱讀生物學書籍時,會不由自主地認為“生物學”這三個字能夠解釋一切。例如,當2000年6月26日研究者宣布人類基因組測序全部完成時,人們做出的反應如下。 “我們今天正在學習上帝創(chuàng)造生命所用的語言! ——美國總統(tǒng),比爾克林頓(BillClinton) “我們如今有希望達成醫(yī)學方面任何曾有過的期望! ——英國科學部長,塞恩斯伯里勛爵(LordSainsbury) “我認為成功繪制人類基因組圖譜甚至比實現人類登月更偉大。這不僅是我們這個時代的杰出成就,更是人類歷史上濃墨重彩的一筆! ——邁克爾德克斯特(MichaelDexter), 威康信托基金會(TheWellcomeTrust) 聽著以上和其他類似的話語,你會有一種感覺,那就是在2000年6月以后,研究者應該可以放松一下了,因為關系到人類健康和疾病的大部分問題應該都可以簡單地從基因圖譜中得到答案。畢竟,我們已經掌握了人類的藍圖。我們現在所需要做的就是好好地理解這本說明書,然后再加上一些細節(jié)而已。 不幸的是,這些語句的論斷都為時過早了。事實遠沒有那么簡單。 我們一般把DNA(脫氧核糖核酸)作為一套模板進行理解,就像是工廠里生產汽車部件的模具一樣。在工廠里,金屬或塑料被上千次注入同一個模具里,于是,只要沒有故障發(fā)生,會產出上千個一模一樣的汽車部件。 但DNA并不是這樣的。與其說它是模具,倒不如說像一個劇本。舉個例子,想想《羅密歐與朱麗葉》(RomeoandJuliet)吧,1936年喬治丘克(GeorgeCukor)導演了萊斯利霍華德(LeslieHoward)和諾瑪希勒(NormaShearer)主演的該劇的電影版。60年后,巴茲魯曼(BazLuhrmann)則拍攝了由萊昂納多迪卡普里奧(LeonardoDiCaprio)和克萊爾丹尼斯(ClaireDanes)主演的另一部電影。這兩版電影都是采用的莎士比亞(Shakespeare)的劇本,但兩者看起來截然不同。相同的起點,不同的結果。 而這正是細胞閱讀DNA中基因編碼時所發(fā)生的事情。完全相同的劇本產出了不同的產物。這個事實對人類健康有著廣泛的影響,如同我們稍后看到的案例研究一樣。在這些案例中,請牢牢記住一點,這些人的DNA藍圖沒有發(fā)生任何變化。他們的DNA并沒有變化(突變),他們生命歷程的改變是源于環(huán)境的影響。 奧黛麗赫本是20世紀最偉大的電影明星之一。時尚、優(yōu)雅并擁有一副可愛的精致到幾乎脆弱的骨架,她在《蒂凡尼的早餐》(BreakfastatTiffany’s)中塑造的霍莉戈萊特麗(HollyGolightly)的形象讓她深入人心,甚至那些從來沒有看過這部電影的人都有所耳聞?闪钊顺泽@的是,這個完美的美女卻是由一個可怕的困境創(chuàng)造出來的。奧黛麗赫本是第二次世界大戰(zhàn)中荷蘭饑餓冬天(DutchHungerWinter)事件的幸存者。該事件在她十六歲的時候結束,但其后遺癥,包括身體的不健康狀態(tài),在她的余生一直困擾著她。 荷蘭饑餓冬天,從1944年11月一直持續(xù)到1945年春天。這段時間西歐出現了嚴寒,使經過4年戰(zhàn)爭摧殘的人民更加難以生活。而處于西方的荷蘭因為正處于德國控制下而處境更糟。德國實行的糧食封鎖導致荷蘭人民口糧的嚴重不足。人們每天攝入的熱量僅能達到每日正常需求量的30%。人們靠吃草和郁金香球莖充饑,并燒掉了能找到的每樣家具來取暖,在絕望中苦苦求生。截止1945年5月恢復食品供應時,已有超過20000人喪生。 而這段可怕的匱乏時期也創(chuàng)造了一個了不起的科學研究案例。荷蘭幸存者的定義很明確,就是群體內所有人都在完全相同的時間里遭遇過一段時期營養(yǎng)不良的人群。因為荷蘭擁有優(yōu)秀的醫(yī)療基礎設施和醫(yī)療記錄保存能力,流行病學家得以據此對饑荒造成的長期影響進行跟蹤調查。而他們的研究結果是完全出乎意料的“任何一位對我們是誰以及如何運作真正感興趣的人都應該讀讀這本書。” ——彼得福布斯(PeterForbes) 《衛(wèi)報》(TheGuardian) “內莎凱里將我們帶上了一段關于表觀遺傳機制及其與衰老和腫瘤之間關系的生動而最新的知識之旅。” ——勞倫斯赫斯特(LaurenceHurst) 《巴斯大學雜志》(UniversityofBathFocusMagazine) “內莎凱里的書結合了教材般的嚴謹和輕松的風格……這是一個將表觀遺傳學展現給大眾的大膽嘗試。” ——喬納森韋茨曼(JonathanWeitzman) 《自然》(Nature) “凱里關于快速發(fā)展的表觀遺傳學研究的報告,可以幫助到公共政策、投資和衛(wèi)生保健決策領域里的大眾!薄叭魏我晃粚ξ覀兪钦l以及如何運作真正感興趣的人都應該讀讀這本書! ——彼得福布斯(PeterForbes) 《衛(wèi)報》(TheGuardian) “內莎凱里將我們帶上了一段關于表觀遺傳機制及其與衰老和腫瘤之間關系的生動而最新的知識之旅。” ——勞倫斯赫斯特(LaurenceHurst) 《巴斯大學雜志》(UniversityofBathFocusMagazine) “內莎凱里的書結合了教材般的嚴謹和輕松的風格……這是一個將表觀遺傳學展現給大眾的大膽嘗試。” ——喬納森韋茨曼(JonathanWeitzman) 《自然》(Nature) “凱里關于快速發(fā)展的表觀遺傳學研究的報告,可以幫助到公共政策、投資和衛(wèi)生保健決策領域里的大眾! ——《書目雜志》(Booklist) “該書對一個令人興奮的新領域進行了令人振奮的探索,是生物學專業(yè)學生在職業(yè)選擇時的好禮物! ——《柯克斯書評》(KirkusReviews) “本書對科學家在過去十年間在表觀遺傳學領域所取得的成就進行了頗有深意的介紹! ——卡爾齊默(CarlZimmer) 《華爾街日報》(TheWallStreetJournal) “該書對一個迷人的新領域進行了完美的展示,該領域可能會徹底改變我們對人類健康和疾病的認識。強烈推薦! ——《圖書館期刊》(LibraryJournal) “對每一位想要知道現代科學有何進展的聰明人來說,這是一本必讀的好書。” ——格雷厄姆斯托爾斯(GrahamStorrs) 《紐約書籍雜志》(NewYorkJournalofBooks) “她對現代生物學中一個迷人且快速發(fā)展的領域進行了極好的,而且近乎精確的描述! ——喬納森霍奇金(JonathanHodgkin) 《泰晤士報文學副刊》(TimesLiterarySupplement) “通過使用日常比喻來闡述復雜概念和嚴格定義的圖表這種引人入勝的寫作方式,筆者以其機智和專業(yè)知識著就了一本優(yōu)秀的圖書。” ——麗塔霍茨(RitaHoots) 《美國國家科學教師協會推薦》(NSTARecommends)
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