YOU學科：基因新探索

　　自然界中最神奇的過程，除去大峽谷是如何形成的、斧頭鯊如何進化而來，就要數人是如何從一個小小的單細胞受精卵成長為一個由億萬個細胞構成的全新個體了。

　　人體細胞中攜帶了23對染色體，這正是保存有我們DNA的基本結構。DNA是一套完整的指令系統，體現我們的身體將如何發育。這個指令系統負責調整我們的各項特征，每一單個的基因都是這個系統中的一個小小片斷。（見圖1.2）在這個世界上，沒有兩個長相完全一樣的人，也就是說，來自母親和來自父親的DNA有無限的結合可能，從而賦予了我們每個人的個性特征。當來自母親的棕色眼睛和紅色頭發基因與來自父親的藍色眼睛和金色頭發基因相遇時，其后代就有了四種基因組合的可能，他們是：棕眼睛配金發、棕眼睛配紅發、藍眼睛配金發、藍眼睛配紅發。如果以23對染色體來類推，那可能的排列組合是難以置信的，除非你對數學特別擅長：223，或者說是差不多830萬種排列組合，這就意味著同一對父母要想生出基因完全一樣的孩子，那個概率大概只有800萬分之一（不包括長相相似的孿生兄弟姐妹）（見圖1.3）。

　　然而，這只不過是真相的一部分。現在來看看孿生子女的情況，雖然他們可能獲得了完全相同的DNA，但他們沿著自己的軌跡衍生出了各自的特性：一個可能會是過敏體質，另一個可能不是；一個可能會患上某種疾病，另一個可能沒有；一個可能是鋼琴天才，另一個卻或許五音不全。這些區別從何而來呢？這就要從他們的生活環境中找原因了，這個環境甚至要追溯到子宮中的環境，因為子宮環境甚至影響到了基因的不同表達。這就是發育遺傳學要研究的問題。

　　發育遺傳學的原理是這樣的：人類身體中的每一個細胞都包含大約2米長的DNA，這些DNA被壓縮到大約直徑只有5微米的微小原子核中，這就相當于把3000多公里長的縫紉線塞進一個網球當中。就像縫紉線一樣，這些DNA被纏繞在一種蛋白質做的線軸上，這種蛋白質叫做組蛋白。在每一個細胞中，不是所有的DNA都能得以表達，或者用來制造成蛋白質；事實上，每個細胞中大多數的線軸都被儲藏起來，有些甚至不再現身。

　　有一個比喻能夠形象地說明這個過程：你和你的伴侶，從各自的家庭帶來了拿手菜菜譜，你拿出了一流水煮魚菜譜，你的愛人帶來了超級檸檬派菜譜，但也許不僅僅有兩份菜譜，或許有成百甚至上千份菜譜（畢竟人類基因組中包含有大約2萬到3萬個基因）。有一些菜譜被寫在索引卡片上，有一些記載在圖書上，還有些被寫在了雞尾酒會餐巾紙上，你該如何處理這些支離破碎的菜譜呢？除非你把它們好好地組織起來，比如在那些你想伸手就能拿到的菜譜上粘上粉紅記事貼，總之，給你最鐘愛的菜譜貼上標簽，這樣你就能夠迅速地找到，并且做一盤拿手好菜了。

　　這就是發育遺傳學的工作原理。

　　基因就像菜譜——父親和母親各自給他們的下一代貢獻了一份完整的菜譜，但他們的寶寶只能夠使用其中的一份。父母雙方都掌握著做相同食物的菜譜（眼睛的顏色、頭發的顏色，腳趾甲生長的速度等），區別在于他們菜譜的版本稍有不同，專業的名稱叫做等位基因。對于這些基因，你只表達來自母親一方的或者來自父親一方的——也就是說，只有一個版本是活躍的，而非兩個版本同時活躍。

　　那么，一個細胞是如何關閉24999個它不需要的基因，僅僅打開那幾個它所需要的基因呢？每種細胞——人體內有大約200種不同種類的細胞——都需要知道哪幾種基因是與之相關的基因，而在這幾種基因里，哪種基因是需要表達的，不管它是來自父親還是來自母親。

　　方法確實有。你的身體在某些特定的基因上粘貼了生物“記事貼”，它決定了要用哪個基因菜譜。而粘貼標簽是通過幾種化學作用完成的（例如甲基化作用和乙酰化作用），在你懷孕期間，你的行為會影響到這些化學作用，從而決定標簽貼在哪個基因上，哪個基因得以表達，從而最終影響到寶寶的健康（見圖1.4）。

　　當DNA被貼上標簽以后，使得基因有途徑和能力可以表達。在給定時間內，你的基因只有4%處于可以表達的狀態，而其他的基因則不能得到活躍的使用。正是發育遺傳學解釋了哪些基因被開啟、哪些基因被關閉，從而使你成為獨一無二的個體。

　　下面的這個例子或許能幫助你理解發育遺傳學的觀點：人類跟一只猴子有99.8%的相同基因，兩個嬰兒擁有99.9%的相同基因，人類甚至跟一只香蕉有50%的相同基因。因此，單憑基因是不能解釋我們在外貌、動作、行為和發育上的差別的。我們之所以跟猴子有如此巨大的差別，而人與人之間之所以有或大或小的差別，基因的表達方式從中起到了至關重要的作用。

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