基因组:人种自传-第13章
按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！
因，H19，是与IGF2作对的。
如果带有印记的基因之所以存在，只是为了跟对方作对，那么你就应该能够把两者的表达都停掉，对胚胎的发育应该没有任何影响。你能够这样做。把所有的印记都去掉，仍然能够得到正常的老鼠。我们又回到我们所熟悉的第八号染色体了，在那里基因是自私的，它们做对自己有利，而不是对整个身体有利的事情。基因标记几乎没有任何内在的目的性（尽管很多科学家曾做过相反的猜测）；它只是基因自私的理论和两性冲突的一个具体事例。
当你开始用基因都是自私的这个方式来思考的时候，一些真正奇怪的想法就进入了你的头脑。试一试这个吧。受父方基因影响的胚胎如果与其他拥有同一个父亲的胚胎一起分享子宫环境，它们的行为会和与其他拥有另一个父亲的胚胎一起分享子宫环境时不太一样。在后一种情况下它们或许有更多的自私的父方基因。这个想法一旦被想到，做一个自然的实验来验证这个预测就是相对容易的事了。不是所有的老鼠都是一样的。在一些种类的老鼠里面，例如Peromyscusmaniculatus，母鼠与多个公鼠交配，每一窝老鼠通常都有几个不同父亲的后代。在其他种类的老鼠里，例如Peromyscuspolionatus，母鼠只与一只公鼠交配，每一窝老鼠都有同一个父亲和同一个母亲。
那么，当你让P。maniculatus与P。polionatus交配时，会发生什么呢？这取决于哪一种是父亲哪一种是母亲。如果多配偶的P。maniculatus是父亲，幼鼠生下来的时候就有巨大的个头。如果单配偶的P。polionatus是父亲，幼鼠生下来时个头就会很小。你看出来是怎么回事了吗？maniculatus的父方基因，因为估计着自己会与跟自己不同父的其他胚胎合住在子宫里，已经被自然选择培养出了与其他胚胎争夺母体资源的能力。maniculatus的母方基因，估计着子宫里的胚胎们会为了她的资源争斗不停，被自然选择培养出了反击的能力。在事态比较温和的polionatus的子宫里，气势汹汹的maniculatus的父方基因只遇到了一点象征性的抵抗，所以，它们赢了这场竞争：如果幼鼠有多配偶的父亲，它的个头就大；如果有多配偶的母亲，个头就小。这是基因标记理论的一个很清楚的演示。
这个故事虽然很流畅，但并不是一丝漏洞都没有。就像很多吸引人的理论一样，它好得都不像真的。具体来说，它的一个预测没有实现：带有印记的基因应该是进化得比较快的。这是因为两性之间的冲突会成为分子之间“军备”竞赛的动力，每一种分子通过暂时获得先手而获益。通过一个物种一个物种地比较带有标记的基因，没发现有这种现象。相反地，带有标记的基因似乎进化得很慢。事情看上去越来越像是这样一种情况，即黑格的理论可以解释基因标记的一部分现象，却并非全部。
基因标记有一个很有意思的后果。在一个男人体内，来自母体的第十五号染色体带有一个记号，说明自己来自母方。但是，当他把这条染色体传给自己的儿子或女儿的时候，它必须用某种方法得到一个记号表明自己是从他体内来的，亦即父方。它必须从一个母方染色体变成父方染色体。在母亲体内有相反的工作需要进行。我们知道，这样的一个转换肯定是发生了的，因为在一小部分安吉尔曼综合症患者体内，两条染色体都没有什么不正常的地方，只除了两者的行为好像它们都来自父方似的。这些是转换没有成功的例子。它们的原因可以被追回到上一代体内的某些突变，这些突变影响一个名叫基因标记中心的东西，它是一小段离有关基因很近的DNA，通过某种方法把父方的标记放到基因上去。这个标记就是一个基因的甲基化，就是我们在第八章里谈过的那种。
你还记得吧？字母C的甲基化是使基因变得“沉默”的方法，它被用来把那些自私的基因“软禁”起来。但是，在胚胎发育的早期，所谓的胚囊形成的时候，甲基化被去掉了，然后在发育的下一个阶段，原肠胚形成的时候，又被重新加回来。不知为什么，带有标记的基因逃过了这一过程。它们顶住了去甲基的过程。关于它们是怎样做到这一点的，有一些很有意思的线索，但是还没有任何确定的答案。
我们现在知道，带有标记的基因躲得过去甲基这个过程，是多年以来科学家试图克隆哺乳动物时的惟一障碍。蟾蜍可以很容易地被克隆，只需要把体细胞里的基因放进一个受精卵里即可。但是在哺乳动物那里这一招就是行不通，因为一个女性体细胞内的基因组带有一些被甲基化因而不再活跃的重要基因，男性体细胞里又有另外一些不活跃的基因，这些就是带有标记的基因。所以，在基因标记被发现之后，科学家们曾很自信地宣布，克隆哺乳动物是不可能的。一只克隆出来的哺乳动物，它的有标记的基因在它出生时要么在两条染色体上都表达，要么都不表达，如此就破坏了动物细胞所需要的合适的量，也就导致了发育的失败。发现了基因标记的科学家写到：“用体细胞的核来成功克隆哺乳动物之不可能性，是顺理成章的。”
…
第十五号染色体性别（3）
…
之后，突然之间，在1997年上半年，出现了多莉，克隆的苏格兰母羊。她与后来的那些克隆是怎样避开了基因标记这个问题，还是个谜，甚至对她的创造者来说也是如此。但是看上去，在克隆过程中给她的细胞施加的处理方法中，肯定有某一部分把基因的所有标记都抹掉了。
第十五号染色体带有标记的那一段区域带有大概八个基因。其中的一个一旦被破坏，就会造成安吉尔曼综合症，这个基因叫做UBE3A。在这个基因的旁边是两个一旦被破坏就可能造成普拉德·威利综合症的基因，一个叫SNRPN，另一个叫IPW。可能还有其他的，不过现在让我们先假设SNRPN就是罪魁。
这两种病并不总是因为这些基因的突变而发生，它们也可以产生于另外一种“事故”。当一个卵细胞在一个妇女的卵巢里形成的时候，它通常是每一条染色体都得到一份。但是在很少见的情况里，一对来自母方的染色体没有能够分离开来，那么，卵细胞就把同一条染色体得到了两份。在精子与卵子结合之后，胚胎就有了三条同样的染色体，两条来自母亲，一条来自父亲。这种情形在高龄孕妇那里更有可能，这对受精卵来说常常是致死的。只有在这三条染色体都是第二十一号染色体——最小的染色体——的时候，胚胎才能够发育成一个可以存活的胎儿，出生之后能够存活几天以上，结果就是唐氏综合症。在其他情况下，多余出来的染色体把细胞内的生物化学反应搅得乱七八糟，使胚胎发育无法成功。
但是，在大多数情况下，在还没有到这一步的时候，身体就已经有办法来对付这个“三倍体”问题了。它干脆扔掉一条染色体，只留下两条，就像本来应该的那样。困难在于，它这样做的时候很盲目。它无法确定自己扔掉的是两条来自母方的染色体之一，还是惟一那条来自父方的。这样盲目地扔，有66％的机会把来自母方的多余染色体扔掉，不过事故也经常发生。如果它错误地扔掉了惟一那条来自父方的染色体，那么胚胎就高高兴兴地带着两条母方染色体继续发育。在大多数情况下这没有任何关系，但是，如果那“三倍体”是第十五号染色体，你就立刻会看出来将要发生什么。两份带有母方标记的UBE3A要被表达，带有父方标记的SNRPN却一份都没有。结果，就是普拉德·威利综合症。
表面上看来，UBE3A不是什么有趣的基因。它制造的蛋白质是一种“E3泛蛋白连接酶”，这是一类存在于某些皮肤和淋巴细胞里的、不起眼的从事“中层管理”工作的蛋白质。然后，在1997年年中，三组科学家忽然同时发现，在老鼠和人类里，UBE3A在大脑里也表达。这无异于是炸药。普拉德·威利综合症与安吉尔曼综合症的症状都表明病人的大脑有些不同寻常。更让人惊讶的是，有很强的证据表明，其他一些带有标记的基因在大脑里也很活跃。具体地说，在老鼠里，大部分的前脑看起来都是由带有母方标记的基因造出来的，而大部分的下丘脑（位于脑子的基座处），则是由带有父方标记的基因造出来的。
这种不平衡是通过一件构想巧妙的科学工作而发现的：老鼠“镶嵌体”的创造。镶嵌体是两个具有不同基因的个体身体的融合。它们在自然条件下就会出现——你可能见过这样的人，你可能自己就是这样的人，但是除非对染色体做细致的检查，你不会意识到。两个带有不同基因的胚胎可以融合起来，然后就像它们原本是一个那样地发育。可以把它们想成是同卵双生子的反面：一个身体里有两个不同的基因组，而不是两个不同的身体带有同样的基因组。
比较而言，在实验室里制造老鼠的镶嵌体还是很容易的，小心地把两个早期胚胎的细胞融合起来即可。但是在这里，剑桥科研小组的独创性在于，他们把一个正常的老鼠胚胎与另外一个特殊胚胎融合起来了。这个特殊的胚胎，是由一个卵细胞核给另一个卵细胞“受精”而造出来的。这样，它就只带有母亲的基因，没有一点来自父亲的贡献。结果，生出了一只脑子奇大的老鼠。当这些科学家把一个正常胚胎与一个只来自父方的胚胎（从一个卵细胞产生，但是卵细胞的细胞核被两个精子细胞的细胞核所取代了）融合起来之后，结果刚好相反：一只身子大脑袋小的老鼠。通过给母方细胞加上一个类似于无线电信号的生化“信号”，用来报告它们所在的位置，科学家们得以做出了这样一个重大发现：老鼠大脑里大部分的纹状体、脑皮质、海马区都是由这些母方细胞组成的，但是这些细胞被排斥在下丘脑之外。脑皮质是加工来自感官的信息、产生行为的地方。相比之下，父方的细胞在脑子里比较少，在肌肉里则比较多。当它们出现在脑子里的时候，它们为下丘脑、杏仁体、视前区的发育出了些力。这些区域组成了“皮质下感情系统”的一部分，负责控制感情。一位科学家罗伯特·特利沃斯（RobertTrivers）的意见是：这样的区别所反映的是脑皮质需要完成与母方的亲友好好相处这样一项任务，而下丘脑是个自大的器官。
换句话说，如果我们相信父方的基因不放心让母方基因去造一个胎盘，那么，大脑就是母方基因不放心让父方基因去造的。如果我们像老鼠一样，我们可能就会带着母亲的思想和父亲的感情在这世界上生活（如果思想和感情可以遗传）。在1998年，另外一个带有标记的基因在老鼠体内被发现了，它有个了不起的特点，就是它能够决定一只雌老鼠的母性行为。带有这个Mest基因的正常形式的老鼠是认真照料幼鼠的好妈妈。没有这个基因的正常形式的雌老鼠仍然是正常的老鼠，只是，她们是很差劲的妈妈。她们造不出像样的窝，幼鼠出去闲逛的时候这些妈妈也不把它们招回来，幼鼠身上脏了她们也不管，总的说来，她们好像无所谓。她们的幼鼠通常会死去。无法解释的是，这个基因是从父系遗传来的。只有来自父方的拷贝才有功能，来自母方的拷贝是不活跃的。
黑格关于胚胎发育冲突的理论无法很轻易地解释这些现象，但是，日本生物学家岩佐庸（YohIwasa）有一个理论却可以。他提出，因为父亲的性染色体决定了后代的性别——如果他传下去一条X染色体，而不是Y染色体，后代就是女性——父方的X染色体就只有在女性体内才有。因此，女性特有的行为就应该只从来自父方的X染色体上表达。如果它们也在来自母方的X染色体上表达，它们就可能也会出现在男性身上，或者它们在女性体内会被表达得太多了。这样，母性行为带有父方遗传的标记就是很合理的事了。
对这个想法的最好证明来自于伦敦儿童健康研究院的戴维·斯库斯（DavidSkuse）与同事们做的一项不寻常的观察。斯库斯找到了80位患有特纳综合症的妇女与小女孩，年龄在6～25岁之间。特纳综合症是由于X染色体的部分或全部缺失而引起的。男性只有一条X染色体，女性把她们所有细胞里的一条X染色体都保持在关闭的状态。从原则上说，特纳综合症就应该在发育上没有什么作用。实际也是如此，患有特纳综合症的女孩具有正常的智力和外表。但是，她们常常在“社交适应”方面有问题。斯库斯和他的同事们决定比较两种不同的患特纳综合症的女孩：一种是丢失了来自父方的X染色体，一种则丢失了来自母方的X染色体。25名丢失了母方X染色体的女孩，明显地比55名丢失了父方X染色体的女孩要适应得更好，有着“卓越的语言和高级控制能力，这些能力调节人际间的交往”。斯库斯与同事们是通过让孩子们做标准化的认知测试和给父母调查问卷的方式来估量社交适应能力的。在问卷中，他们询问父母孩子是否有如下的表现：意识不到别人的感受，意识不到别人的烦躁和怒气，对自己行为对家人的影响毫无察觉，总是要求别人陪伴，烦躁的时候很难与之讲道理，自己的行为伤害了别人自己却意识不到，不听命令，如此等等。父母必须回答0（一点都没有）、1（有些时候有）或2（经常如此）。然后，所有12个问题的回答被加起来。所有患特纳综合症的女孩都比正常的男孩女孩的总分高，但是，丢失了父方X染色体的女孩，比起丢失了母方X染色体的女孩，分数要高出一倍多。
…
第十五号染色体性别（4）
…
从这里引出的结论是，在X染色体上某个地方有一个带有标记的基因，它在正常情况下只从父方的X染色体上表达，而这个基因通过某种方式促进社交的适应能力——例如，理解别人感受的能力。斯库斯与同事通过观察只丢失了部分X染色体的孩子，又为这种理论提供了进一步的证据。
这项研究有两个深远的影响。第一，儿童自闭症、阅读困难症、语言障碍以及其他与人相处方面的问题都是在男孩中比在女孩中更普遍，这项研究为这样的现象提出了解释。一个男孩只从他母亲那里收到一条X染色体，也就是说，他收到了带有母方标记的一条，那么促进社交能力的这个基因就是不被表达的。在我写下这句话的时候，这个基因还没有被定位，不过，我们知道有些X染色体上的基因确是带有标记的。
但是，第二个影响更有普遍意义。在20世纪后半期一直持续的一个有点可笑的争论是两性之间的差异，它把先天因素与环境因素对立起来了。而我们现在开始看到了这个争论结束的可能性。那些喜欢环境因素的人曾经试图否认先天因素的任何作用，而那些喜欢先天因素的人却很少否认环境因素也有作用。问题不在于环境因素是否有作用，因为没有任何一个头脑清醒的人会否认它的作用。问题在于，先天因素是否有作用。当我写这本书的时候，我的一岁女儿有一天在一个玩具童车里发现了一个塑料娃娃，她发出的那种兴奋的尖叫，是我儿子在同样年龄的时候看到过路的拖拉机时会发出的。像很多家长一样，我很难相信这只是因为我们下意识地加给了他们一些“社会规范”。在最早开始的自主活动里，男孩和女孩就有系统的差异。�
![基因疑云 [英] 彼得·f·汉密尔顿封面](http://www.iixs.net/cover/noimg.jpg)