表觀遺傳學修飾可以在不改變DNA序列的情況下調控基因的活性，對于人類發育、人類疾病和環境影響有深遠的意義。DNA甲基化是最常見的一種表觀遺傳學修飾。近年來人們意識到，神經元DNA的甲基化動態與大腦的記憶形成有關，這一過程受到了嚴格的調控。

Alabama大學和Purdue大學的研究人員發現，神經元DNA的甲基化和去甲基化取決于一種特殊的RNA，ecRNA（extra-coding RNA）。他們七月七日在Nature Communications雜志上發表文章指出，ecRNA是成人大腦中DNA甲基化模式的基本調控者，它們與DNA甲基轉移酶相互作用。

ecRNA的一部分與編碼基因重疊，另一部分則跨出了基因邊界。這種RNA對自己重疊的基因有特異性。為了了解ecRNA在大腦中起到的作用，研究人員全面分析了神經元ecRNA及其對應的基因。他們還在大鼠海馬體的Fos基因座阻斷ecRNA。研究顯示，這種ecRNA減少會阻礙大鼠形成持久的恐懼性記憶，使其難以將溫和電擊與特定地方聯系起來。

ecRNA與基因活性

研究顯示，神經元ecRNA來自于一些特別的基因，這些基因對于刺激應答非常關鍵。用藥物增強或減弱神經元活性，會改變神經元的ecRNA生產。在不生產ecRNA的時候，基因的啟動子被甲基化，它們保持沉默不轉錄成mRNA。在生產ecRNA的時候，基因的啟動子去甲基化，它們活躍生產mRNA。

神經元中有不少基因與ecRNA存在這樣的關聯，比如表達水平受神經元活性影響的基因，以及與發育和神經退行性疾病有關的基因。借助ecRNA，大腦神經元可以根據個體經歷改變自己的DNA甲基化狀態。

ecRNA與記憶形成

研究人員對Fos基因座的ecRNA進行了深入研究。他們發現Fos ecRNA與DNA甲基轉移酶緊密結合，ecRNA增多會改變Fos DNA的甲基化狀態。Fos ecRNA的合成與調控不同于Fos mRNA。敲低Fos ecRNA會增強DNA甲基化，抑制Fos mRNA。研究還指出，大鼠自身的經歷誘導Fos ecRNA生成，敲低大鼠海馬體的Fos ecRNA對記憶形成有很大的影響。

研究人員在此基礎上提出了一個模型：ecRNA與DNA甲基轉移酶的催化結構域直接互作，阻止DNA甲基轉移酶沉默其重疊基因。在這個模型中，ecRNA必須處于基因附近才能調控這個位置的甲基轉移酶。可能ecRNA半衰期很短，走不了多遠就會消失。也可能ecRNA與DNA形成了三重結構，穩定地結合在基因位點上。研究人員強調，許多神經和精神疾病與DNA甲基化有關。靶標大腦中的ecRNA有望緩解與甲基化模式異常有關的病理過程。

表觀遺傳學一直是生命科學領域的研究熱點。2014年中科院孫青原研究組曾在PNAS雜志上發表文章指出，父親的糖尿病前期癥狀影響了后代的表觀遺傳學修飾，這樣的影響能遺傳好幾代。研究人員構建了不涉及基因的小鼠糖尿病前期模型。他們發現，父本的前期糖尿病會通過精子的表觀遺傳學改變，提高后代對糖尿病的敏感性。如果小鼠具有糖尿病前期的癥狀，其后代會出現葡萄糖耐受不良和胰島素抵抗。這項研究不僅為獲得性性狀的遺傳提供了分子基礎，還揭示了肥胖癥、二型糖尿病和其他慢性代謝疾病如此普遍的原因。

2015年法國巴斯德研究所和CNRS領導的一項基因組研究，首次證實生活環境和生活方式能夠影響我們的表觀基因組。從森林遷移到城市對人類免疫應答的表觀遺傳學模式有深遠的影響。而生活方式（定居耕種或游牧狩獵）主要影響較為持久的機能，比如發育相關功能。這項研究發表在十一月三十日的Nature Communications雜志上。

隨后Science雜志發表的兩篇文章表明，父親的飲食會影響精子中的小tRNA片段（tsRNA），實現獲得性代謝紊亂的跨代遺傳。近年來人們逐漸意識到，男性能通過多種途徑對自己的后代產生影響，比如精子表觀基因組、微生物組轉移和精液信號傳導。這兩項研究相輔相成地展示了父親飲食對精子RNA的重要影響，這種影響能改變后代的基因調控，引起相應的代謝紊亂。