( Gio.tto/Shutterstock) 21世纪初是遗传学史上的激动人心的时刻。人类基因组的首次测序于2003年完成，为科学界和整个社会提供了无数的见解。2000年，在美国总统比尔·克林顿的最后一次国情咨文中，他强调了我们所有人共享99.9%的基因组——实际上更接近99.7%。通过聚焦于人类群体中特定基因存在的遗传变异或突变，医学遗传学家获得了在20世纪70年代的医生看来如同科幻小说般的能力。迄今为止，破译我们存在的遗传基础已在某些疾病的基因疗法中取得了可衡量的成功，但科学家们正意识到，基因并非细胞及其拥有者命运的最终决定者。
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基因的力量完全取决于控制其开启、关闭或保持特定功能水平的调控机制。如果基因就像智能手机上的应用程序，那么调控机制就像决定在特定情况下运行哪些应用程序的软件。研究生化现象如何影响基因功能被称为表观遗传学，它在医学遗传学研究中是一个热门领域。这颇具讽刺意味，因为在过去的25年里，遗传学家一直在向公众传授基因的重要性，包括基因组中数百万个基因碱基中的一个碱基如何能决定生死，这100%是真实的。这种被称为单点突变的现象，最初是在与血红蛋白相关的研究中被理解的，因此涉及这种蛋白质的疾病常常被用作入门遗传学课程的例子。例如，血红蛋白分子中称为β链的部分的基因序列，正常情况下是这样的：
GTG CAC CTG ACT CCT GAG
但有些人携带一种突变，其中末尾的GAG被GTG取代。当基因用于制造血红蛋白β链时，GTG编码导致第六个氨基酸被插入的是缬氨酸，而不是谷氨酸。这会导致任何从父母双方都遗传了突变基因的人患上镰状细胞病。另一方面，如果GAG变为AAG，则会产生一种不同的异常血红蛋白，从父母双方都遗传了这种基因的人会患上一种比镰状细胞病更轻微的疾病，称为β-地中海贫血。
一个带有疾病标志性镰刀状细胞的血细胞。
命运基因？
对变异序列力量的认识促使人们对他们的基因组进行测序
，或者至少进行某些突变的存在检测，例如BRCA1
或BRCA2，这些突变与乳腺癌密切相关。保险公司正认真对待疾病基因；虽然保险公司被禁止拒绝健康保险，但在检测出BRCA基因阳性后，一些年仅30多岁的人已被拒绝
购买人寿保险。越来越多的人和组织也对寻求就业者的基因隐私感到担忧。雇主是否会因为担心某些人可能因检测出可能导致寿命缩短或在退休年龄前致残的基因而提前退休，而犹豫不录用他们？基因歧视
是否会导致工作终止？一些有记载的案例表明这已经发生，并且正在出现相关法律来阻止这种情况。考虑到除了医生之外，其他各方可能会如何处理基因数据，这一点凸显了记住一旦你携带了基因突变，有很多因素决定着它的走向，这就是表观遗传学的领域。
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各种现象都影响着表观遗传学，包括大量的化学过程。例如，核苷酸碱基（基因字母）上的甲基化程度是开启或关闭基因的重要机制。但我们也可以观察与基因相关的性状是否表达，表达的频率，或表达的持续时间。β-地中海贫血或镰状细胞贫血的纯合子（拥有两种基因）意味着一个人在出生后不久就会开始表现出疾病，但这并不总是发生。对于这两种疾病，有些人会在婴儿期或幼儿期变得非常虚弱，但有些人则可以持续到儿童晚期，甚至成年后都没有症状。这是如何可能的？原因与另一种称为γ链的血红蛋白链有关。在大部分胎儿期，血红蛋白由两条γ链和两条α链组成。对于β链突变患者来说，问题出现在出生后，因为β链的产生开始取代γ链的产生。是什么控制着这种替代？是表观遗传学。γ链基因在出生相关的变化发生后被关闭，β链基因被开启。通常，到大约六个月大时，这会导致胎儿血红蛋白完全被成人血红蛋白取代，但在β-地中海贫血中，这种替代常常延迟到3到5岁。在镰状细胞病中也可能发生。有些情况下，胎儿血红蛋白的产生会持续到成年。一种叫做羟基脲
的药物能刺激胎儿血红蛋白的产生，并被用于治疗β链疾病。其确切机制尚不完全清楚，但该药物实际上是开启了γ链基因。这是一种表观遗传药物。它并非因为研究人员以表观遗传学的思维方式来思考而问世，但现在已有大量针对各种疾病、从研究一开始就以表观遗传现象为靶点的药物。这是医学发展的一个主要方向。即使面对携带潜在危险基因的知识，这也是保持希望的一个好理由。你的基因对决定你的未来至关重要，但细胞的运作是复杂的，这些序列并非全部决定因素。
