肿瘤发生机制的新见解

传统观点认为，癌症起源于细胞突变的积累。新近研究则发现，癌症的发生与基因组的大量表观遗传修饰改变密切相关。

多梳蛋白抑制复合物（PR）通过催化染色质中组蛋白甲基化等机制，在染色质水平抑制相关基因的转录。利用热敏RNA干扰系统可以实现短暂性PR表达抑制，即一段时间内抑制PR合成，之后在适宜温度下恢复PR合成。在果蝇中，持续性PR表达抑制或经历24小时短暂性抑制，均可诱导肿瘤形成。

这类肿瘤形成过程中，PR表达抑制并未提高细胞的基因突变频率，但其调控的靶基因表达水平会发生改变，PR表达抑制诱发的肿瘤被称为“表观遗传引发的癌症（EIC）”。为探究EIC的成因，科研人员测定PR表达抑制调控的靶基因表达水平，发现短暂性抑制实验结束后，一些基因的表达可以恢复如常，称为“可逆基因”，而另一些基因的表达则不能恢复正常，称为“不可逆基因”。

为验证上述靶基因表达的变化与PR表达抑制诱导的表观遗传修饰改变有关，科研人员选取了30个不可逆基因和42个可逆基因，检测与这些基因结合的组蛋白甲基化修饰情况，结果如图。该结果表明，尽管很多基因在持续性PR表达抑制时，组蛋白甲基化水平下降，但其中的大多数基因在短暂性PR表达抑制结束后，能够恢复正常甲基化水平，只有少数基因不能恢复。从“命运”被永久逆转的基因中，科研人员筛选出Z基因。后续研究发现，Z基因编码一种转录因子，可抑制果蝇细胞发育所需的多种基因的表达，进而阻止细胞分化，诱导EIC形成。

科研人员将果蝇幼虫的EIC细胞移植到成年果蝇体内，发现它们始终具有致瘤能力，可持续分裂直至杀死宿主。

克里克提出的中心法则随着科学发展进步，补充和完善了逆转录和RNA复制过程。然而，表观遗传现象的发现说明中心法则只包括了传统意义上的遗传信息传递。下图1表示两种病毒侵入宿主细胞后的增殖过程，其中新型冠状病毒（SARS-CoV-2）属于单股正链RNA病毒，埃博拉病毒（EBOV）属于单股负链RNA病毒。下图2表示三种表观遗传调控途径。