基因组:人种自传-第9章

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　　这三个基因编码的蛋白质之所以被称为抗原，是因为它们“挑衅”母体的免疫系统产生一种反应。其结果就是母体的免疫系统在母亲孕育下一个男孩的时候更强了。（女婴不会制造H…Y抗原，也就不会引起免疫系统的反应。）雷·布兰查尔德（RayBlanchard）是研究出生顺序对同性恋的作用的人员之一，他论述说，H…Y抗原的任务是把一些器官中的一些基因激活，特别是大脑里的一些基因。事实上，在对于老鼠的研究中人们得到了一些证据说明这个说法是正确的。如果如此，那么母亲体内强壮的免疫系统就会对大脑的男性化起部分抑制作用，但却不会影响生殖器官的男性化。这样的男性就会被其他男性吸引，或者至少是对女性不太动心。有一个实验是让年幼的老鼠对H…Y抗原免疫，与对照组相比，这样的老鼠长大之后在很大程度上不能成功地交配。但急人的是研究人员们在报告里并没有说明不能正常交配的原因是什么。同样的，在果蝇发育过程中的某个关键时期，如果把一个叫做“转化器”的基因给激活，那么雄性果蝇就只会表现出雌性果蝇的性行为。这种变化一旦发生就不可逆转了。
　　人不是老鼠也不是果蝇，有足够多的证据表明人脑的性别分化在出生之后还会继续进行。除了个别例子之外，同性恋的男性并不是被禁锢在男性肉体里的女性。他们的大脑至少是被激素部分男性化了的。但是仍然有可能他们在早期的某个关键的敏感时期缺少了一些激素，而这永久性地影响到了一些功能，包括性取向。


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X和Y染色体冲突（5）
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　　比尔·汉密尔顿（BillHamilton）是最早形成性别对抗这一理论的人，他明白这会多么深远地影响我们对于什么是基因的认识。他后来写道：“现在有了这样一种认识，即基因组并不是为了一个项目——生存，生孩子——而存在的一个资料库再加一个实行计划的团队，就像我以前想象的那样。它开始越来越像一个公司的会议室，是自我中心的人和派系之间权力斗争的舞台”。汉密尔顿对于基因的新的理解开始影响到他对自己的头脑的理解：
　　我自己这个有意识的、看上去是不可分割的自我，结果竟与我的想象差别如此之远，我一点也不必因为怜悯自己而感到羞愧。我是被一个脆弱的联盟送到外面去的大使，带着一个四分五裂的帝国里那些心情紧张的统治者们给我的互相矛盾的命令。……当我写下这些字的时候，为了能够写下这些字，我就得装着自己是一个统一体，而在内心深处我知道这样一个统一体是不存在的。我是一个混合体，男性与女性、父辈与子辈、相互争斗的染色体片段，它们之间的冲突是在胡斯曼＇Housman，19世纪末20世纪初英国诗人。塞汶河，英国最长的河流。——译者注＇诗中说的塞汶河（RiverSevern）看到凯尔特人与萨克逊人之前几百万年就形成了。
　　基因之间有冲突，基因组是父辈基因与孩子的基因、男性基因与女性基因之间的战场，这样一种说法，是除了少数进化生物学家之外鲜为人知的故事。但它却深深地动摇了生物学的哲学基础。


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Chapter　第九号染色体　疾病
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　　一种令人绝望的疾病需要危险的疗法。——盖伊·福克斯

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第九号染色体疾病（1）
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　　在第九号染色体上有一个知名度很高的基因：决定你的ABO血型的基因。在DNA指纹测试之前很久，血型测试就在法庭上出现了，因为警察有些时候会偶尔能够把犯罪嫌疑人的血液与犯罪现场的血液对上号。血液的对照是以假设犯罪嫌疑人无罪为前提的。也就是说，如果血样没对上，就证明你肯定不是杀人犯，但是如果对上了，却只能说明你有可能是杀人犯。
　　这个逻辑对于加利福尼亚州的最高法院倒并没有什么影响。在1946年，它判决查理·卓别林（CharlieChaplin）毫无疑问地是某个孩子的父亲，虽然血型鉴定表明卓别林与那个孩子的血液根本不相配，不可能是孩子父亲。不过呢，法官们从来就不太懂科学。在关于谁是父亲的官司里，与在谋杀案里一样，血液对照就像DNA鉴定和手指指纹鉴定一样，是无辜者的朋友。在有了DNA鉴定之后，血样鉴定就是多余的了。血型在输血的时候是极为重要的，但也是以一种负面形式出现：被输入了错误的血的人是会死的。血型可以给我们提供一些人类迁移方面的见识，但是它们在这一方面的作用也被其他基因取代了。所以，你现在可能觉得血型这件事很没意思，那你就错了。从1990年开始，它们的一个新的用处被发现了：它们有望让我们了解我们的基因为什么有很多种形式，以及这么多的形式是如何产生的。它们掌握着人类多样性之谜的钥匙。
　　在血型方面第一个被发现也是我们了解最多的，是ABO系统。它们在1900年被首次发现，这个系统一开始有三套不同的名字，所以把人搅糊涂了：在莫斯（Moss）的术语里的Ⅰ型血与詹斯基（Jansky）的术语里的Ⅳ型血是一样的。理智逐渐占了上风，由血型的维也纳发现者卡尔·兰德斯坦纳（KarlLandsteiner）所发明的一套术语成了统一的术语：A，B，AB和O型。兰德斯坦纳形象地描述了输错血可以造成的灾难：“红血球都粘在一起了。”但是血型之间的关系不是那么简单的。A型血的人可以很安全地给A型或AB型的人献血；B型血的人可以给B型和AB型的人献血；AB型血的人只能给AB型的人献血；O型血的人可以给任何人献血——所以O型血的人被称为是万能献血者。在不同的血型背后也没有地域或种族的原因。欧洲人有大约40％是O型血，40％是A型血，15％的B型血和5％的AB型。在其他大陆上，比例也跟这个差不多，只除了在美洲有明显的不同。美洲的印第安人几乎全是O型血，只除了住在加拿大的一些部落和爱斯基摩人是例外，在加拿大的这些部落里有很多A型血的人。另外，爱斯基摩人也有些AB型和B型的人。
　　直到1920年，ABO血型的遗传性才被搞清楚，到了1990年，与这些血型有关的基因才见了天日。A和B是同一个基因“共同显性”的两种形式，O是这个基因的隐性形式。这个基因在第九号染色体上，靠近长臂的顶端。它的“正文”有1062个字母长，被分成六个短的和一个长的外显子（“段落”），分散在染色体的几页——总共有1。8万个字母——上面。它是一个中等大小的基因，被五个比较长的内含子打断。这个基因编码的蛋白质是半乳糖基转移酶，也就是说，是一个能够催化化学反应的酶。
　　A基因与B基因之间的区别只在1062个字母里的七个上面，这七个里面还有三个是相同意义的字母或是“不出声”的，也就是说，它们对于哪个氨基酸被选中加到蛋白质链上没有任何作用。那四个有作用的字母是第523、700、793和800个字母。在A型血的人体内这四个字母是C、G、C、G。在B型血的人体内则是G、A、A、C。另外还有其他一些极少见的区别。个别人会有几个A型的字母也有几个B型的字母，有一种极少见的A型血人是在基因末尾处丢了一个字母。但是，这四个字母的区别就足以使蛋白质上的区别大到在输错了血的时候可以引起免疫反应的程度了。
　　O型血的基因与A型只有一个字母的区别，但是，这并不是一个字母被另一个字母代替，而是一个字母的被删除。在O型血的人体内，第258号字母不见了，那里本来应该有个G的。它的影响却很深远，因为它所造成的是所谓的“阅读错位”或称“移码突变”，后果很严重。（还记得吗？弗兰西斯·克里克在1957年提出的那个巧妙的“没有逗号”的密码如果是正确的，那么移码突变就不会存在了。）遗传密码是三个字为一个词被念出来的，中间没有标点符号。由三个字母的词组成的一句英文也许是这样的：thefatcatsattopmatandbigdogranbitcat（胖猫坐在垫子上，大狗跑过去咬了猫）。我承认，这句话不怎么优美，但是你能理解它的意思。如果换一个字母，它仍然可以理解：thefatxatsattopmatandbigdogranbitcat。但是你如果把这个字母去掉，然后把剩下的仍然三个字母一组地念出来，那就一点意义也没有了：thefatatsattopmatandbigdogranbitcat。在那些O型血的人体内，他们的ABO基因就出了这种事。因为他们的基因在比较靠近开头的地方就缺了一个字母，那之后的信息就成了完全不同的东西。结果是一个具有不同性质的蛋白质被造了出来，它无法催化正常的化学反应。
　　这听起来好像很严重，但实际上对人并没有什么影响。O型血的人在生活的各个方面都没有什么看得出来的缺陷。他们也并不会更容易得癌症，也不会在体育上不如人，也不会缺少音乐才能，等等。在优化人种论最盛行的时候，也不曾有政治家呼吁给O型血的人做绝育手术。实际上，关于血型的最可叹之处，也是它们之所以有用和在政治上又“中立”的原因，就是它们却是彻头彻尾的“隐者”，它们与人的任何事情都没有关系。
　　但是，这也是事情变得有趣了的时候。如果血型既是看不见的又是中性的，它们是怎样进化到现在这种状态的呢？美洲的印第安人都是O型血，是纯粹巧合吗？乍一看上去，血型好像是中性进化论——由木村资生（MotooKimura）＇当代日本进化生物学家。——译者注＇在1968年提出的理论——的一个例子：这个理论认为大多数遗传多样性的存在不是因为它们在自然选择的过程中出于某种目的被选中，而是因为它们的存在对任何事情都没有妨碍。木村的理论说，突变就像水流一样源源不断地被注入基因组之中，然后又逐渐地被基因漂移——随机变化——而去掉。也就是说，变化是随时都存在的，也并没有什么适应环境方面的重要性。100万年之后如果回到地球上来看看，人类基因组的大部分都会与现在的不同了，而且纯粹是由于中性的原因。


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第九号染色体疾病（2）
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　　“中性学派”与“选择学派”在有一段时间内都对自己的学说有忧虑。尘埃落定之后木村倒确实有了一批为数不少的跟随者。很多基因变异的后果的确是中性的。特别是当科学家们观察基因变异是如何影响蛋白质的时候，他们观察得越仔细，越发现大多数蛋白质的变化都不影响它的“活跃位点”，也就是蛋白质发挥自己功能的地方。有一种蛋白质，在两种生物体里面从寒武纪到现在积累了250个不同之处，但是只有6个对其功能有影响。
　　但是我们现在知道了，血型不是像它们看起来的那样中性。在它们的背后是有一个原因的。从60年代早期到现在，逐渐变得明显起来的是血型与腹泻之间有着某种联系。A型血的孩子常常会在婴儿期得某些类型的腹泻，而其他孩子却不会；B型血的孩子则会得其他一些类型的腹泻；如此这般。80年代晚期的时候，人们发现O型血的人更容易感染霍乱。在完成了十几项研究之后，细节变得更加清晰了。除了O型血的人更易感染霍乱之外，A、B和AB型血的人在霍乱易感性上面也有区别。抵抗力最强的是AB型血的人，其次是A型血的人，再次是B型血的人。但是所有这些人都比O型血的人抵抗力强得多。AB型血的人抵抗力如此之强，他们对霍乱几乎是有免疫力的。但如果因此就说AB型血的人能够喝加尔各答（Calcutta）下水道里的水也不会有病，那就是不负责任了——他们也许会得另一种什么病——但是千真万确的是，即使导致霍乱的细菌进入这些人体内并在肠道里安顿下来，这些人都不会有腹泻。
　　目前还没有人知道AB基因型是怎样给人体提供了保护以对抗人类疾病里最恶性最能致命的一种。但是它给自然选择提出了一个迷人而又直接的问题。别忘了，每一条染色体在我们的细胞里都有两份，所以，A型血的人实际上是AA，也就是说他们的两条九号染色体上各有一个A基因，而B型血的人实际上是BB。现在想象一个人群，只有这三种血型；AA、AB和BB。在抵抗霍乱方面A基因比B基因强。那么，AA的人就比BB的人可能有更多的孩子能够幸存下来。那是否B基因要从基因组里消失了呢？——这就是自然选择啊。但是这并没有发生，这是因为AB的人存活下来的可能性最高。所以，最健康的孩子是AA人和BB人的孩子。他们的所有孩子都是AB型，最抗霍乱的类型。但是如果一个AB型的人与另一个AB型的人生育后代，他们的后代里只有一半会是AB型；其他的孩子要么是AA要么是BB，后一种是最容易染上霍乱的。这是一个运气起伏不定的世界。在你这一代里最有利的组合，保证会给你一些容易染病的孩子。
　　现在想象一下，如果一个镇上所有的人都是AA，只有一个新来的女人是BB，那么事情会怎么样。如果这个女人能够抵挡住霍乱，达到生育年龄，那么她会有AB型的孩子，对霍乱有免疫力。换句话说，优势总是在较少的基因型那边，所以，A和B都不会消失，因为它们中的任何一个如果少了，它就会变成“时髦”的东西，又“流行”起来。在生物学上这叫做由频率决定的选择，而这是我们的基因为什么如此多样的最常见原因之一。
　　这解释了A与B之间的平衡。但是，如果O型血让你更容易感染霍乱，为什么自然选择没有让O型消失呢？答案与另一种疾病——疟疾——有关。O型血的人似乎比其他血型的人对疟疾更有抵抗力，他们好像也更不容易得一些类型的癌症。这一点生存优势也许就足以使O型基因免于灭绝了，尽管它与易得霍乱有关。一个大致的平衡就这样在血型基因的三种形式之间建立起来了。
　　疾病与突变之间的联系是在40年代晚期被一个肯尼亚血统的牛津研究生安东尼·阿利森（AnthonyAllison）第一个注意到的。他怀疑一种在非洲流行的名叫镰刀型贫血症的疾病发病频率也许和疟疾是否普遍有关。镰刀型贫血症的突变导致血红细胞在无氧的时候缩成一个扁镰刀形，这对于那些带有两份拷贝的人是致命的，但是对于那些只有一份的人危害并不太重。但是，那些有一份突变的人对疟疾的抵抗力很强。阿利森检验了住在疟疾高发区的非洲人的血样，发现那些带有镰刀型贫血症突变的人带有疟原虫的可能性比其他人小得多。镰刀型贫血症突变在西非一些疟疾肆虐的地方尤其普遍，在非洲裔美国人里也很普遍，这些非洲裔美国人的祖先有些是坐着贩卖奴隶的船从非洲西部来到美国的。镰刀型贫血症是现在的人类为了过去的疟疾抵抗力而付出的代价。其他形式的贫血症，例如在地中海与东南亚一些地区比较普遍的地中海贫血症，看上去对疟疾也有同样的抵抗作用，这就能解释为什么它在曾经的疟疾高发区比较普遍了。
　　在这一点上，血红蛋白基因——镰刀型贫血症的突变就是这个基因上一个字母的改变——并不特殊。有一位科学家说它只是疟疾的基因防线的冰山一角，这样的基因可能多达12个，不同形式对疟疾有不同的抵抗力。在这一点上，疟疾也没有什么特殊的。起码有两个基因的不同形式对肺结核有不同的抵抗力，包括编码维生素D受体的基因，这个基因与人们对于骨质疏松症的不同