“我们每个人身体里有约37万亿个细胞,每个细胞中的DNA如果拉直,长度可达2米。这么长的‘线’,是如何精准折叠、有序运作的?为什么同样的DNA,在不同细胞中却能决定眼睛是红是白、细胞是生是死?”在2025浦江创新论坛主论坛的会场,法国国家科学研究中心人类遗传学研究所研究主任贾科莫·卡瓦利(Giacomo Cavalli)一开口,就用一连串问题抓住了全场听众的好奇心。
这位国际表观遗传学领域的权威专家,用果蝇、小鼠和人类癌症的案例,向人们揭示了一个正在重塑生命科学认知的前沿领域——表观遗传学:它不改变DNA序列,却能决定基因“开”或“关”,甚至将这些状态传给后代。“未来医学的目标,不是让每个人活得更久,而是让更多人健康地活着。而表观遗传学,或许正是打开这扇门的钥匙之一。该领域的研究正在开辟癌症治疗的全新路径,有望让癌症发生‘逆转’。”
中国走在表观遗传学的世界前列
“每个细胞都拥有完全相同的DNA序列,但是,我们有200多种不同类型的细胞。”卡瓦利说,“这就像同一本说明书,有的页面被高亮标记,有的却被贴上‘禁止阅读’的标签。这就是表观遗传的魔力。”
他举了一个生动的例子:实验室里的果蝇基因完全相同,但有些长出红眼,有些却是白眼。“这不是基因突变,而是表观遗传标记在‘指挥’基因表达。更惊人的是,这种状态可以遗传给下一代,而且是可逆的。人类科学家正尝试通过干预让它‘翻转’。这一发现,彻底打破了‘DNA决定一切’的传统认知。”
卡瓦利强调:“我们的表型,是遗传学、表观遗传学和环境共同作用的结果。而中国在表观遗传学领域正在快速崛起,并走在世界前列。”
“翻转”基因或能使癌症发生“逆转”
传统观点认为,癌症是DNA突变不断积累的结果。但卡瓦利提出质疑:“我们的干细胞每天都在分裂、分化,DNA序列不变,却能变成皮肤、血液或神经细胞。既然正常细胞可以不靠突变改变命运,为什么癌症就一定是基因突变造成的?”
他的团队以果蝇为模型,发现当一种名为“多梳蛋白”(Polycomb)的关键表观调控因子被耗竭时,原本正常的眼组织细胞竟迅速走向癌变。“我们没有引入任何基因突变,只是扰乱了表观调控系统,癌症就发生了。当我们恢复这些表观调控因子的功能,癌细胞可以部分‘回退’到正常状态。这提示我们,治疗癌症不一定非要‘杀死’它,而是可以尝试‘教育’它,让它重新走上正常分化之路。”
在多发性骨髓瘤的研究中,团队已发现患者细胞存在显著的表观遗传异常。目前,相关表观遗传疗法已进入临床试验阶段。“我们相信,这将为癌症治疗开辟全新路径。”
没有基础科学的创新是“无源之水”
谈及科研创新,卡瓦利直言不讳:“今天的科研太强调投资回报和短期绩效,这固然能推动转化,但也让研究失去了‘鲁棒性’——也就是在不同条件下都能稳定成立的能力。”他呼吁回归“蓝天科学”(blue-sky science),让科学家们拥有不受应用束缚的自由探索。“创新永远是多学科的。我们需要从最基础的发现,一路走到临床应用,再到商业化,形成完整链条。”他以欧洲研究理事会和欧洲创新理事会为例:“我们建立了从‘点子’到‘试点’再到‘市场’的全链条支持体系。但最根本的,还是要有卓越的基础科学。没有它,创新就是无源之水。”
与此同时,他提到了国际合作的重要性。“国际合作,将是推动人类健康进步的关键。在中国,大量实验室正在表观遗传学领域做出世界级贡献。”