表观遗传学表观遗传学 拉马克主义复兴 拉马克主义复兴 主讲人 主讲人 拉马克拉马克 比达尔文更早提出人类也是由其他的物种转变而来比达尔文更早提出人类也是由其他的物种转变而来 如果某一类四足都可以当手用的动物 特别是其中最完善的一 类 由于环境的力量或者其他的原因 而丧失了爬树或者像 用手那样去用足抓住树枝的习惯 如果这些动物的后代个体 在连续很多代中被迫只用足行走 放弃用手 那末无疑这些 动物的后代个体最终会转变为两足动物 如果某一类四足都可以当手用的动物 特别是其中最完善的一 类 由于环境的力量或者其他的原因 而丧失了爬树或者像 用手那样去用足抓住树枝的习惯 如果这些动物的后代个体 在连续很多代中被迫只用足行走 放弃用手 那末无疑这些 动物的后代个体最终会转变为两足动物 巴黎植物园 Jardin des Plantes 中拉马克雕像底 座上写着 巴黎植物园 Jardin des Plantes 中拉马克雕像底 座上写着 进化学说的奠基人进化学说的奠基人 于1778年出版了3卷集的于1778年出版了3卷集的 法国植物志 法国植物志 首先提出 首先提出 无脊椎动物无脊椎动物 一词 由此 一词 由此建 立了无脊椎动物学 建 立了无脊椎动物学 在动物分类方面 他第一个将动物分为在动物分类方面 他第一个将动物分为 脊椎动物脊椎动物和和无脊椎动物两大类无脊椎动物两大类 1794 1794 他也是现代他也是现代博物馆标本采集原理博物馆标本采集原理的创始 人之一 的创始 人之一 他的代表作是他的代表作是 无脊椎动物系统 无脊椎动物系统 1801 和 1801 和 动物学哲学 动物学哲学 1809 在这两本巨著 中拉马克提出了有机界发生和系统的进 化学说 1809 在这两本巨著 中拉马克提出了有机界发生和系统的进 化学说 1829年 拉马克于清贫中逝世 他的两 个女儿也只能承担其葬地五年的费用 五 年后拉马克的遗骨被取出 不知所踪 1829年 拉马克于清贫中逝世 他的两 个女儿也只能承担其葬地五年的费用 五 年后拉马克的遗骨被取出 不知所踪 拉马克拉马克 拉马克主义拉马克主义 拉马克主义拉马克主义 用进废退用进废退 获得性遗传获得性遗传 认为认为获得性遗传获得性遗传 是生物进化的主要 动力 是生物进化的主要 动力 达尔文主义达尔文主义 物竞天择 适者生存 物竞天择 适者生存 认为物种是通过认为物种是通过生存 竞争 生存 竞争把把不利的基因不利的基因从 物种的基因库中 从 物种的基因库中淘汰淘汰 从而达到整体进化的 效用 从而达到整体进化的 效用 表观遗传 遗传学 表观遗传 遗传学 表观遗传学表观遗传学 表观遗传学表观遗传学研究基因的研究基因的核苷酸序列不发生改变核苷酸序列不发生改变 的情况下 的情况下 基因基因表达了表达了可遗传可遗传的的变化变化的一门遗 传学分支学科 的一门遗 传学分支学科 它的研究对象是一类不需要改变 DNA序列但 是影响生物性状的机制 即从DNA到蛋白质 的过程中的 它的研究对象是一类不需要改变 DNA序列但 是影响生物性状的机制 即从DNA到蛋白质 的过程中的调控的步骤调控的步骤 例如 例如DNA的甲基化 组蛋白的甲基化和乙酰化 siRNA的作用 DNA的甲基化 组蛋白的甲基化和乙酰化 siRNA的作用 蛋白质的不同折蛋白质的不同折叠叠等 等 表观遗传学 拉马克主义复兴表观遗传学 拉马克主义复兴 表观遗传学表观遗传学调控的机制的两个特征 调控的机制的两个特征 一是一是它们长久地可以受到自然性的后天影响它们长久地可以受到自然性的后天影响 二是二是它们可以遗传它们可以遗传 若把上述两者结合起来 若把上述两者结合起来 获得性遗传获得性遗传就有就有可能可能了 了 拉马克主义拉马克主义也就也就复活复活了 至少在某种程度上如此 了 至少在某种程度上如此 后天环境的影响后天环境的影响可以造成父母辈中可以造成父母辈中长久存在长久存在的的表观基因标记表观基因标记 这些这些表观基因标记表观基因标记还可能通过特殊的保护机制还可能通过特殊的保护机制传到下一代传到下一代 可获得性 可遗传性 可获得性 可遗传性 表观遗传标 记的遗传稳 定性还不够 调控机制还 不清楚 表观遗传标 记的遗传稳 定性还不够 调控机制还 不清楚 Yes Yes 获得性遗的存在 获得性遗的存在 达尔文的进 化机制的补 充 而并非 取而代之 毕竟以DNA 为载体才是 传递遗传信 息的主要方 式 达尔文的进 化机制的补 充 而并非 取而代之 毕竟以DNA 为载体才是 传递遗传信 息的主要方 式 拉马克主义和表观遗传学拉马克主义和表观遗传学 拉马克主义和表观遗传学拉马克主义和表观遗传学 获得性遗传如果得到证实 无论对于 生物界还是对于人类社会 都将是一 个极大的冲击 获得性遗传如果得到证实 无论对于 生物界还是对于人类社会 都将是一 个极大的冲击 生物界生物界人类社会人类社会 达尔文发表物种起源 以及遗传中心法则确 立以来又一次认知的 飞跃 BBC节目 基因有了记忆之后 你祖父呼吸的每一口气 吃的每 一件食物 看见的每一件事物都 可能在几十年后影响到你 虽然 你并没有经历过那些事 达尔文发表物种起源 以及遗传中心法则确 立以来又一次认知的 飞跃 BBC节目 基因有了记忆之后 你祖父呼吸的每一口气 吃的每 一件食物 看见的每一件事物都 可能在几十年后影响到你 虽然 你并没有经历过那些事 生物学伟大的奠基人之一 是进化论的倡导者和先驱 生物学伟大的奠基人之一 是进化论的倡导者和先驱 他有足够的理由成为进化思想的真正先驱 然而他 的思想不仅被同时代的人所忽视和反对 还被后来人 误读 他有足够的理由成为进化思想的真正先驱 然而他 的思想不仅被同时代的人所忽视和反对 还被后来人 误读 人们忘记了拉马克在无脊椎动物学研究中的卓越贡献 完全忽视了他为生命世界寻求自然解释的开拓性工 作以及将人类也放入其中的伟大勇气 而仅仅因为获 得性遗传这样的古老观念被现代生物学所推翻 而让 他成为殉葬品 人们忘记了拉马克在无脊椎动物学研究中的卓越贡献 完全忽视了他为生命世界寻求自然解释的开拓性工 作以及将人类也放入其中的伟大勇气 而仅仅因为获 得性遗传这样的古老观念被现代生物学所推翻 而让 他成为殉葬品 这是非常不公平的 迈尔在的巨著 生物学思想发展 的历史 明确提到 这是非常不公平的 迈尔在的巨著 生物学思想发展 的历史 明确提到 现在是为他所恢复名誉的时候 了 现在是为他所恢复名誉的时候 了 后记 伟人拉马克后记 伟人拉马克 您未完成的事业 后人总会替您继续的 您已取得的成就后世也总该有人赞赏吧 您未完成的事业 后人总会替您继续的 您已取得的成就后世也总该有人赞赏吧 拉马克墓碑上的他女儿柯利莱的话 拉马克墓碑上的他女儿柯利莱的话 后记 伟人拉马克后记 伟人拉马克 Thank You Thank You 拉马克主义拉马克主义 达尔文主义达尔文主义 达尔文认为在长颈鹿这个类群中 既有长脖子的 也有短脖子的 但是达尔文认为在长颈鹿这个类群中 既有长脖子的 也有短脖子的 但是长脖 子 长脖 子的更容易吃到树顶的树叶 处于的更容易吃到树顶的树叶 处于竞争优势竞争优势 所以其 所以其存活和繁衍能力存活和繁衍能力比短脖 子的 比短脖 子的强强 久而久之 久而久之 长脖子长脖子的长颈鹿越来越的长颈鹿越来越多多 短脖子短脖子的长颈鹿越来越的长颈鹿越来越少少 于是长颈鹿的 于是长颈鹿的脖子脖子就就越变越长越变越长了 了 拉马克主义拉马克主义 拉马克认为长颈鹿的脖子之所以长 是因为拉马克认为长颈鹿的脖子之所以长 是因为父辈父辈长颈鹿为了吃树顶上的 叶子 长颈鹿为了吃树顶上的 叶子 脖子不断伸长脖子不断伸长 并且通过 并且通过获得性遗传获得性遗传 把长脖子的性状传给 把长脖子的性状传给下一 代 下一 代 久而久之 久而久之 长颈鹿的脖子就越来越长了长颈鹿的脖子就越来越长了 拉马克主义拉马克主义 拉马克主义和表观遗传学拉马克主义和表观遗传学 科学家米尼 Michael Meaney 发现后天的照顾对于 初生老鼠的 科学家米尼 Michael Meaney 发现后天的照顾对于 初生老鼠的糖皮质激素受体糖皮质激素受体 glucocorticoid recepter 基因上的 glucocorticoid recepter 基因上的一段序列 first exon 的甲基化程度一段序列 first exon 的甲基化程度有很大影 响 有很大影 响 如果这段序列如果这段序列被甲基化被甲基化 那么这个基因就 那么这个基因就不能被表达不能被表达 从而导致老鼠的 从而导致老鼠的神经系统发育迟缓神经系统发育迟缓 米尼 Michael Meaney 老鼠 rat 实验 拉马克主义和表观遗传学拉马克主义和表观遗传学 小老鼠在没有出生前 基因未被甲基化 初生后第一天就会迅速被甲基化 基因会去甲基化快 基因表达多 去甲基化慢 去甲基化的程度非常低 基因的表达量就大大减少 小老鼠神经发育差异影响其一生 按照老 鼠妈妈 对老鼠 的 按照老 鼠妈妈 对老鼠 的舔舐 和整理 毛发的 频密程 度 舔舐 和整理 毛发的 频密程 度把老 鼠妈妈 分为 把老 鼠妈妈 分为粗 心妈妈 粗 心妈妈 和和细心 妈妈 细心 妈妈 外界的环境刺激会导致表观基因的 长久变化 外界的环境刺激会导致表观基因的 长久变化 这种过程就是这种过程就是拉马克主 义里的后天获得性 拉马克主 义里的后天获得性的性状变化 的性状变化 后天影响后天影响 逐渐被发现 保护机制 表观基因标记的 逐渐被发现 保护机制 表观基因标记的 拉马克主义和表观遗传学拉马克主义和表观遗传学 DNA的甲基化和组 蛋白的甲基化可以通 称 DNA的甲基化和组 蛋白的甲基化可以通 称表观基因标记 表观基因标记 这些表观基因标记一 般在生殖细胞受精前 都会抹去 甲基化过 的DNA和组蛋白都 会 这些表观基因标记一 般在生殖细胞受精前 都会抹去 甲基化过 的DNA和组蛋白都 会完全去甲基化 完全去甲基化 所以通常说来 这种所以通常说来 这种 表观基因标记不会传 到下一代 表观基因标记不会传 到下一代 遗传标记 能 遗传标记 能从上一 代传到下 一代 从上一 代传到下 一代 StellaStella 保护卵子 中的部分 基因的甲 基化标记 保护卵子 中的部分 基因的甲 基化标记 拉马克主义和表观遗传学拉马克主义和表观遗传学 。