穩定性與可塑性：細胞命運的“天平”

表觀遺傳指的是在不改變DNA序列的情況下，基因表達和生物性狀的可繼承變化。細胞命運決定包括細胞身份的維持和轉換，這就涉及到表觀遺傳信息的繼承性和可塑性，是生命科學領域的重點前沿方向。

生命的"天平"

　　人體內有約十萬億個細胞，上千種功能各異的細胞類型，但它們擁有同樣的基因組。那么，為什么同樣的基因組會產生上千種不同的細胞類型？為什么每一種細胞類型又能相對穩定地存在？

　　其實，在象征細胞命運的"天平"兩端，分別是細胞命運的穩定性和可塑性。兩者都與表觀遺傳學聯系緊密，前者依賴于表觀遺傳信息的繼承，將表觀遺傳信息從親代細胞傳遞到子代細胞以維持細胞身份；后者則是表觀遺傳狀態的選擇性重塑，關系到細胞如何通過表觀遺傳調控改變基因表達以影響細胞命運。

“不精確”才能更長久

　　為了更好地了解細胞命運變化，朱冰帶領團隊在細胞命運穩定性與可塑性的表觀遺傳調控機制方向上取得了一系列重要的發現。

　　在細胞命運的穩定性研究中，組蛋白、組蛋白修飾、DNA甲基化是重要的表觀遺傳信息承載者。研究團隊發現在細胞有絲分裂過程中，組蛋白H3-H4四聚體以全保留的方式進行分配，終結了學界長達數十年的爭論。該研究在《科學》雜志作為亮點推薦文章發表后，入選了美國冷泉港出版社出版的教科書。

　　在細胞命運可塑性研究中，研究團隊發現了對卵子起到守護功能的"衛兵"Stella。Stella是卵細胞基因組DNA甲基化水平正常建立的首個保障因子，確保了母源基因在早期胚胎中的正確表達和早期胚胎的正常發育。相關論文發表于《自然》雜志并被亮點推薦。

　　此外，研究團隊還發現，與人們通常對細胞命運的設想不同，表觀遺傳的傳遞是不精確卻相對穩定的，而正是"不精確"才賦予了表觀遺傳信息繼承的容錯性和更好的穩定性。

“甲基化時鐘”能否逆轉

　　在人類衰老的過程中，DNA甲基化隨著細胞的分裂持續得到繼承，但伴隨著衰老過程中的持續細胞分裂，DNA甲基化在基因組上發生著選擇性丟失，并對表觀遺傳信息狀態造成不可逆影響。就像將同一張文件復印100次，文件信息會出現模糊且越來越難以辨認。這一過程也被稱為衰老過程中的"甲基化時鐘"。

▲DNA甲基化拷貝過程的不完美性導致了衰老過程中的DNA甲基化丟失

　　是否能夠通過某種干預來減緩"甲基化時鐘"的"嘀嗒聲"？這正是朱冰團隊目前在研究的新方向。

　　也許在不遠的將來，衰老過程中的表觀遺傳退化便會出現更多創新性的干預策略。