生命体都是由细胞构成的。遗传物质就是细胞内承载生命繁衍的基本物质，可以从亲代传递到子代。奥地利修道士孟德尔（Gregor Johann Mendel）通过豌豆杂交实验，研究了不同的性状在亲本和子代间传递的基本规律，提出了性状遗传的单位是遗传因子，即我们现在所熟知的基因。美国遗传学家摩尔根（Thomas Hunt Morgan）进一步证实了基因是细胞核中清晰可见的物质，排列在“可以被染色的小体”，即染色体上。孟德尔和摩尔根因在遗传规律和遗传物质的发现中作出重要贡献，分别被誉为“现代遗传学之父”“现代实验生物学奠基人”。
1869 年，瑞士生物学家弗雷德里希• 米歇尔（Friedrich Miescher）从分离的白细胞细胞核中鉴定出一种含有磷元素和氮元素的物质，命名为“核素”（Nuclein），揭示了遗传物质的分子本质，将遗传学研究带入了分子遗传学时代。分子遗传学大大推进了人类对遗传现象的理解和对遗传规律的探索。我们的染色体一半来自父亲、一半来自母亲，遗传物质决定了我们的性状。现在我们都知道，基因是一种带有遗传信息的脱氧核糖核酸（deoxyribonucleic acid, DNA）片段。DNA 分子由核苷酸组成，核苷酸的含氮碱基为腺嘌呤（adenine, A）、鸟嘌呤（guanine, G）、胞嘧啶（cytosine, C）及胸腺嘧啶（thymine, T）。真核生物的DNA 并不是裸露存在的，而是缠绕在蛋白质上形成核小体，核小体串又进一步折叠压缩形成染色体。组成核小体的蛋白质是一类富含碱性氨基酸残基、具有特征折叠类型的组蛋白，主要包括H3、H4、H2A 和H2B 四种核心组蛋白，以及核小体连接处的组蛋白H1。
表观遗传学是分子遗传学发展的必然产物，其兴起主要是通过对一些“异常”现象的观察而来的。人们逐渐发现一些现象无法用经典的遗传学规律解释，如突变果蝇的“花眼睛”（花斑位置效应）、后腿“多余的”性器官（多梳基因沉默），雌性动物为何有一条失活的X 染色体（剂量补偿效应）等。还有一些更为直观的“异常”现象，例如，同卵双胞胎虽然拥有完全相同的基因，但随着逐渐成长，不同的性格、外表会越来越凸显；再者，随着体细胞克隆技术的发展，人们希望通过克隆基因获得性状一模一样的生物，然而现实并不那么“理想”，特别是*只克隆动物CC 猫（Copy Cat）的诞生，让她的主人和大众大跌眼镜，因为CC 长得和她的母亲实在是相差太多了；另一个有意思的现象则是蜂王和工蜂拥有相同的基因，为何只有一个成为“女王”，其他的则沦落为“仆人”呢？这与食用蜂王浆有什么关系呢？还有一个值得思考的问题，那就是人体存在200 多种细胞，它们都是由一个受精卵分化发育而来的，具有相同的基因，但为何会选择性地发育成不同类型的细胞，在细胞分化过程中“走”上了不同的“道路”？上述这些问题似乎提示着“基因不是我们的全部宿命”，存在一些“超越”基因的秘密可以影响遗传性状。
表观遗传的概念翻译自英文Epigenetic，其中“Epi”是“外在”或“超越”的意思，“genetic”是遗传，合在一起意味着“超越遗传信息本身的其他因素”，即DNA 序列未发生变异而性状发生可遗传变化的现象。简单来讲，就是虽然基因相同，但基因表达的模式不同，得到的功能行使者——蛋白质是不同的，因此会产生不同的性状。
曹晓风，中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员、中国科学院院士、发展中国家科学院院士，入选“万人计划”百千万工程领军人才，长期从事植物表观遗传学研究，取得多项原创性成果。
许瑞明，中国科学院生物物理研究所研究员、中国科学院大学教授、首批“千人计划”引进人才、国家杰出青年科学基金获得者、全国优秀科技工作者、美国科学促进会会士、973 首席科学家、科技部重点领域创新团队负责人、基金委创新群体学术带头人。主要研究方向为基因表达的表观遗传调控。
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