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在染色体之间穿行——北理工社《基因组：人种自传23章》

雷毅(清华大学副教授)

2003-11-03 14:45:13 来源：

　我们对基因组了解得越多，就越发感到不安。我们没有想到，在我们的身体里居然会有那么多让我们生病的基甲。严格地说，基因的改变是不可避免的。然而，目前我们对基因导致的遗传疾病还无能为力，这使我们感到沮丧。

　50年前，由沃森和克里克建立的DNA双螺旋结构开创了一场前所未有的生物学革命，它使得生物学家能够运用现代物理化学方法在分子水平上对决定着生命本质的遗传物质进行新的探索。在此后的50年里，分子生物学领域发生了惊人的却又必然的变化，这种变化直接导致了1990年正式实施的人类基因组计划。在经历了13年艰苦努力后的今天，科学家终于完成了人类基因组序列图谱的绘制，这是生命科学领域的一个新的里程碑。它的完成表明人类不仅能够认识自身而且将能够改变自然选择，重新开辟新的人类演化过程。《自然》杂志这样评价50年来的生物学研究：“没有什么分子像DNA那样动人。它让科学家着迷，给艺术家灵感，向社会发出挑战。从任何意义说，它都是一种现代的标志。”

　在我们的观念中，自然选择的进化方式，如达尔文所说的，是物种、群落和个体之间的竞争，而分子生物学们却告诉我们，即使在基因的层面也存在着这样的竞争。理查德·道金斯用“自私的基因”一词来表达这种竞争，这是否意味着在基因这个肉眼看不到的领域也在谱写让人心动的故事?

　一位名叫马特·里德利的科技编辑记载下了这些关于基因的激动人心的故事。在名为《基因组：人种自传23章》的书中，他用了一种非常独特的方式恰当地描述了人类基因与疾病、行为、性别关系的最新进展以及基因的哲学、伦理及其政治问题。詹姆斯·沃森评价说，透过此书，我们看到了先天与后天是怎样合力造人的。

　从他的书中我们可以知道，在我们身体的每一个细胞都有一组相同的核物质，构成我们人体生命蓝图的大约10万个基因就隐藏在此，它收缩以后就会形成显微镜下可见的23对各不相同的棒状小体，由于它能被生物染料着色，我们称它为染色体。每一条染色体都是由名叫脱氧核糖核酸(即DNA)的化学物质构成，正是它决定着我们的生长、发育和生殖，甚至在很大程度上决定着我们的行为。

　看来，染色体应该算是人体中最重要的东西了。的确，虽然它只有23对，但它对我们是绝对重要的，因为它决定了我们是什么人：男人还是女人、正常人还是异常人等等。染色体是绝对不能出错的，多一条或少一条就是致命的了。譬如，如果某人身体中多一条第13号或第18号染色体，他可能就活不了几天；如果多一条21号染色体，他可以长时间地活着，但绝对不会像正常人那样了。染色体的问题，说到底还是DNA分子的问题，染色体的改变必然影响DNA的碱基序列，而一旦DNA的碱基序列发生了有害的改变(通常称之为基因突变)，就有可能造成遗传疾病。如冠心病和老年痴呆症通常被认为是由生活习惯造成的，20世纪90年代以前，医生们都认为它们与遗传无关。但自1993年分子生物学家在第19号染色体上找到了这个基因后，人们就不再认为它们与遗传无关了，这个基因叫做APOE。在第4号染色体上有一个叫做伍尔夫—赫茨霍尔综合症的基因，一旦发生突变便会导致亨廷顿舞蹈病，若整个丢失就会导致伍尔夫—赫茨霍尔综合症。患者先是智力下降，慢慢地生活不能处理，最终导致死亡。

　当然，基因的影响不只是在遗传疾病方面，它在很大程度上决定着你一生命运。你的血型是由第9号染色体上一个知名度很高的基因决定的；你的学习和记忆能力是由第16号染色体上的一个基因决定的……基因的作用如此之大，以至于我们的行为也要受到它的影响。通常，造成人的个性差异的原因有多种，先天的或后天的，但多少与大脑中多巴胺的含量有关，太少就会反应迟钝或做事犹豫不决，太多则会很快对事物失去兴趣，而接受多巴胺的能力却是由第11号染色体上的D4DR的基因决定的。“从某种角度来说，很多男性特有的习惯都是SRY基因的产物，因为正是SRY基因启动的一系列事件导致了大脑与身体的男性化。”更有趣的是，生物学家们对同性恋的研究发现，X染色体上有一个基因对于人的性取向有很强的影响，这似乎说明同性恋不是由环境压力造成或是个人有意识的选择，而是有其生物学原因。如果我们接受了生物学家们的这类观点，或许我们就需要对诸多尚未定论的社会现象重新定位了，一些不合常规的另类行为，也许恰恰存在着潜在的生物学原因吧。

　感谢生物学家们在探索生命本质方面所做的贡献，若没有他们卓有成效的工作，我们还真没法相信像染色体、DNA或基因之类的那么微小却能够决定我们命运的东西。可是，我们对基因组了解得越多，就越发感到不安。我们没有想到，在我们的身体里居然会有那么多让我们生病的基因，对于我们身体的10万个功能基因，我们现在了解的只有8000个左右，而我们已经知道的遗传疾病就达到了6000种。且不说我们在物理化学因素的诱发下产生了基因的突变，就是在正常情况下，染色体的形成也普遍存在着互换、缺失、重复和倒位现象，严格地说，基因的改变是不可避免的。然而，目前我们对基因导致的遗传疾病还无能为力，这使我们感到沮丧。也许只有这类的原因才能促使人类用3亿美元的代价来弄清人类染色体上的30亿个碱基的排序。因为只有找到了这些基因，弄清其编码的蛋白质的结构与功能，才能使基因诊断与治疗成为可能。

　不管怎么说，我们还是很幸运。大自然用了近40亿年时间用化学的语言写就的人类基因组这部书，我们这一代人仅用了50年就把它读了出来，接下来将是解译这部人类“说明书”的含义了。尽管这可能将是一个相当长的过程，但它却给我们带来了无限的希望，因为第一步的进展都能使更多的遗传病得到诊断和治疗，相信最终就连造成人类大面积感染并且持久地存在的乙肝病毒和爱滋病毒之类的反转录RNA病毒也能得到彻底的根治。

　从对单个基因的研究转向对基因组的研究，是生物学史上的一个重大转折，它直接导致了基因组学、蛋白质组学和代谢组学的兴起，从而将更真实系统地揭示生命本质。正像分子生物学家埃里克·兰德所说的那样，基因组在生物学中的位置相当于化学中的元素周分子生物学家埃里克·兰德所说的那样，基因组在生物学中的位置相当于化学中的元素周期表。元素周期表的发现，使化学研究的范围从无限到有限，从无序到有序。同样，基因组图谱的绘制，对生物学研究的范围与内容给予了清晰的界定。

　随着人类对生命本质的认识日趋深入，基因的政治与伦理问题在基因组时代将会突显。事实上，人类如何理智地运用基因组图谱已经受到人们的广泛关注。由于每个人独自地拥有自己的基因组，个性化的基因图谱绘制必然会带来巨大的商业利益，随之而来的便是基因隐私的问题。人体基因组图的明确使基因筛选变得更加易行，每个人都可以利用现有的基因检测手段为其子女选择基因，而国家也可以优化种族的名义进行基因歧视和迫害。这种行动在优生学理论的指引下曾普遍盛行于西方国家，基因组学的研究是否会遭致20世纪上半叶的那臭名昭著的种族优化运动卷土重来?但愿法制与道德力量能够击败这种反人性的“人工选择”。

　正是在上述意义上，马特·里德利的工作变得更加重要了，他不仅让我们清楚地了解了我们的生命历程，也使我们能够透过生物学家的工作看到了人类自身的力量。基因组时代的到来对于我们每个人都是一个挑战，能否从容应对，就得看我们的理智了。

《基因组：人种自传23章》[英]马特·里德利著刘菁译／北京理工大学出版社2003年10月第1版／26．00元

来源：中国图书商报２００３.１０.３１

本版责编：孟婉霞

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