2017年12月14日晚七点，科学前沿进展名家系列讲座邀请到了中国科学院生态环境研究中心的汪海林研究员，带来环境学科相关讲座，讲述化学新视野中从遗传到表观遗传的相关知识。
讲座一开始，汪老师首先提出了“不一般”的问题：“如果你是上帝，如何解决遗传的问题？”在科学发展史中，人们已经发现了DNA作为遗传信息载体，在物种的世代间传递生命最重要的信息。细胞的运动、分裂、进行物质交换等功能，都与DNA的作用密不可分；而DNA也具有复制、修复、识别等机制，使其在遗传中有多样作用。
尽管DNA独特的双螺旋结构对其稳定性大有裨益，但由于分子的热运动和环境中多种可造成危害的物质作用，DNA也会发生损伤，产生突变等结果。例如，苯并芘可造成DNA的p53位点符合一定规律的突变，进而使科学家们发现了加合物形成在癌症产生中的作用。
作为重要的生命遗传物质，DNA不仅含有基因序列信息，而且含有基因表达调控因素。事实上，DNA的甲基化就是调控基因表达模式的重要手段之一。甲基化不影响碱基的配对，即不影响DNA序列，但可以与蛋白相互作用，进而调控对应基因的表达。除此之外，内分泌干扰可以引起跨代的表观遗传作用，苯乙酮可对小鼠嗅觉受体造成改变并影响后代。这些例子都证明了表观遗传可对基因形成精准调控，决定细胞的分化与功能。
奇妙的遗传机理，带来了生命的多样性。遗传物质本身包含了极大多样性，而相似的遗传物质一样可以成为生命多样性的来源：同卵双生子正是一个典例，基于近乎完全相同的DNA序列，却可以由环境等其他多种因素导致不同的表型与性状。在这种生命多样性的背后，表观遗传这种对遗传物质的操作起到了很大影响——例如DNA的甲基化，组蛋白的修饰等等，都是在碱基序列之外控制细胞性状的有效手段。此外，基于RNA的修饰调控，则可以在不改变DNA序列的基础上对遗传起到一定作用。
表观遗传的化学基础包含数量繁多复杂的修饰原理。经过多年探索，人们对表观遗传中涉及的相关酶与DNA位点等有了更清晰的理解，如发现模式生物果蝇基因组存在DNA 6mA，改变了人们对高等生物DNA甲基化的认识，成为表观遗传领域原创性突破等。汪老师的实验室课题组也在相关方面做出了不小贡献，如研究维生素C、苯醌、金属离子等小分子与DNA去甲基酶的作用，完成高灵敏的RNA修饰分析等。
讲座过程中，汪老师与现场同学广泛互动交流。从探讨DNA具有的能力及特点，到讨论表观遗传的定义与范围，老师在讲座自始至终都在调动现场同学的思考与参与，让大家体会到科学创造的发散思维与自然科学的神奇之处。（文、图/雷雨晴 来源：国科大记者团）
汪老师为同学们做精彩讲座
师生互动交流
延伸阅读：
“科学前沿进展名家系列讲座”创办于2014年9月，是中国科学院大学为本科生开设的必修课程，同时欢迎研究生与教职工参加，由中国科学院大学本科部主办，讲座召集人为徐涛院士。该课程按照数学、物理、化学、生物、材料、计算机六个专业，邀请相关科学领域的院士等知名专家开展专题讲座。通过讲述科学故事、介绍相关学科方向的科学前沿进展，让学生在本科阶段了解不同学科的科研方向与主要进展，拓宽学生的学术视野，为他们最终选择学科专业与专业方向提供丰富的判断依据。
