前言

表观遗传学是20世纪80年代后期逐渐兴起的一门新学科，是“研究不依赖于DNA序列变化的可继承的性状变化的学科”。多细胞生物如何决定同一基因组在不同细胞类型中的选择性表达，细胞应对生物体内外环境的变化如何进行基因表达的诱导与记忆？这些问题都可以在表观遗传学的研究中找到答案。

表观遗传学研究从最初在动植物中观察到的各种表观遗传现象，到一系列表观遗传修饰的发现，再到大量表观遗传调控因子的鉴定，逐步演化聚焦为染色质对基因表达的调控作用，科学界逐渐认识到表观遗传因子与转录因子共同决定了基因的时空特异性表达。2006年，日本科学家山中伸弥利用转录因子实现了体细胞重编程，我国科学家迅速意识到表观遗传机制在细胞编程与重编程过程中的重要意义，在裴钢、孟安明、陈润生、尚永丰、曹晓风、孙方霖、席真等科学家的倡导下，国家自然科学基金委生命科学部、化学科学部和信息科学部于2008年共同支持了重大研究计划“细胞编程与重编程的表观遗传机制”，该计划在8年里累计资助了包括培育项目、重点支持项目和后期的集成项目共150项，投入经费1.9亿元。该计划积极鼓励前瞻性、原创性和系统性的探索，到2016年底，全面完成了预定的各项科学目标，围绕核心科学问题取得了一系列受到国际瞩目的重大科研成果，如在国际上率先解析30nm染色质结构并提出四核小体为染色质重要的结构和调控单元；提出细胞重编程的“跷跷板模型”，并大幅优化了化学小分子诱导体细胞重编程体系；成功建立单倍体胚胎干细胞及半克隆技术，获得“人造精子”；在国际上首先实现从成纤维细胞到肝细胞样细胞的转分化，并逐步走向人工肝应用。在表观基因组研究中取得一系列突破，在国际上首次实现哺乳动物早期胚胎的DNA甲基化谱测定、组蛋白甲基化谱测定；解析DNA甲基化、去甲基化等多个重要表观遗传修饰酶的活性调控机制等。通过项目的实施培养了一批具有国际水准的优秀科学家，提高了我国表观遗传和细胞命运决定研究的水平，实现了从“跟踪并行”到“全面跻身世界先进水平”的跨越式发展。

本重大研究计划的顺利完成，为后续深入解析表观遗传调控在细胞命运决定中的作用指出了新方向。现有的研究仍大多集中于表观遗传关键因子的发现和功能验证，对重编程细胞中染色质动态变化、细胞表观遗传组学变化及其如何调控转录组变化、决定细胞命运转变的机制等依然知之甚少。我国科学家应继续发挥学科交叉的优势，深入开展表观转录组研究、单细胞转录组及表观基因组研究、表观基因组编辑、四维基因组研究以及跨代表观遗传机制研究，破解以染色质形式存储的遗传信息密码，全面解析表观遗传学在细胞命运决定中的作用，为我国表观遗传研究领域创新能力的全面提升和可持续发展做出不懈的努力。

2018年12月