来自杜克大学的研究人员成功绘制了首张人类基因组印记基因（imprinted genes）图谱，其关键突破在于应用了机器学习这一人工智能技术，堪称现代版的“罗塞塔石碑”。该研究新发现的印记基因数量是此前已知的四倍，成果将于12月3日作为封面文章发表在《Genome Research》上。

印记基因是指其表达取决于亲本来源的等位基因，即来自父源或母源的基因拷贝存在差异。在受精过程中，父母双方的印记基因均需正常表达，否则会导致发育异常。这种基因印记是一种不符合孟德尔遗传定律的表观遗传现象，其异常调节可引发多种遗传性疾病。

在传统遗传学中，子代继承每个基因的两个拷贝，分别来自父本和母本，两者均具有活性。然而，印记基因的出现使得其中一个拷贝被分子机制关闭，导致子代仅继承一个功能拷贝。这使得个体更易受环境压力影响：若该功能拷贝受损或丢失，则无备用拷贝可替代。

杜克大学放射肿瘤学及病理学系的遗传学家Randy Jirtle博士表示：“基因印记一直是个谜，部分原因是它们不遵循传统遗传规律。我们希望这张新图谱能帮助我们及其他研究人员更深入地了解这些基因如何影响健康。”

在合作者Alexander Hartemink和Philippe Luedi的协助下，Jirtle团队将已知印记基因与非印记基因的序列数据输入计算机，利用机器学习程序识别差异，从而开发出一种算法，能够像罗塞塔石碑一样解码看似费解的数据，此处指代识别印记基因的特异性DNA序列。

Hartemink表示：“我们不能完全肯定识别了所有印记基因，但认为已涵盖大部分。”

Jirtle长期研究印记基因，指出印记事件是一种表观遗传事件，即无需改变DNA序列即可改变基因功能。“印记基因易受环境攻击，甚至包括饮食和呼吸。重要的是，表观遗传变化可以遗传，我认为人们尚未充分认识到这一点。”

据估计，印记基因占人类基因组的1%，此前仅发现一小部分。利用新开发的“罗塞塔石碑”方法，Jirtle和Hartemink发现了156个新的印记基因，其中两个位于8号染色体上，此前从未被报道。其中一个基因KCNK9在大脑中高度活跃，已知与癌症、双相情感障碍和癫痫相关；另一个基因DLGAP2可能是膀胱癌的肿瘤抑制因子。

（生物通：张迪）

附：遗传印记技术不仅是生物学技术，还广泛应用于血缘分析和刑侦分析等民事领域，是涉及社会演化的关键领域。从生物学角度看，随着基因组研究的发展，我们对DNA多态性的解释日益完善，从而确认了每个生物个体的极端独特性。

基因组印记是指来自父方和母方的等位基因在通过精子和卵子传递给子代时发生修饰，使带有亲代印记的等位基因具有不同的表达特性。这种修饰常为DNA甲基化，也包括组蛋白乙酰化、甲基化等。在生殖细胞形成早期，来自父方和母方的印记被全部消除；父方等位基因在精母细胞形成精子时产生新的甲基化模式，但受精时该模式还会改变；母方等位基因甲基化模式在卵子发生时形成。因此，受精前来自父方和母方的等位基因具有不同的甲基化模式。目前发现的印记基因约80%成簇存在，这些基因簇受同一条链上的顺式作用位点调控，该位点称为印记中心（imprinting center, IC）。印记基因的存在反映了性别竞争：父方对胚胎的贡献是加速发育，而母方则限制发育速度，亲代通过印记基因影响子代，以保证本方基因在遗传中的优势。

印记基因的异常表达可引发多种人类疾病，伴有复杂突变和表型缺陷。研究发现，许多印记基因对胚胎及胎儿出生后的生长发育具有重要调节作用，并影响行为和大脑功能。印记基因异常同样可诱发癌症。