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2023-01-31
更新時間:2022-07-26 14:20:51作者:佚名
圖片來源@視覺中國
文 | 觀察未來科技
7月23日,首都醫(yī)科大學(xué)校長饒毅在朋友圈轉(zhuǎn)發(fā)“尹哥聊基因”“生命認(rèn)知學(xué)”視頻號內(nèi)容,直指上市公司華大基因CEO尹燁所言是“偽科學(xué)”且“愚蠢無比”,打響了一場“學(xué)術(shù)打假罵戰(zhàn)”。
實(shí)際上,饒毅對華大基因的“批評”由來已久,而此次矛頭的其中一條,就是指向尹燁在視頻中對于“情緒可以影響人的基因表達(dá)”的言論。要知道,除了上市公司CEO的頭銜之外,華大基因尹燁身上的標(biāo)簽還有很多,其中就包括哥本哈根大學(xué)生物學(xué)博士、基因組學(xué)研究員。在這些標(biāo)簽之下,尹燁在不同的視頻號、公眾號等媒體平臺都發(fā)表過諸多基因相關(guān)的言論,也獲得了眾多的關(guān)注。
那么,這次“學(xué)術(shù)打假罵戰(zhàn)”中所爭議的“基因”是不是真的像尹燁所言可以受外界影響?對于時不時就引起爭議的“基因”,我們又可以建立哪些共識?
戰(zhàn)士基因”的由來
眾所周知,基因很重要?;虮蛔u(yù)為生命的密碼,儲存著生命的多種信息,會決定人的許多生命特征,包括是否會得某種疾病,可以說操控著人的生、老、病、死?;驔Q定了你是誰,也決定了你從哪里來。
從本質(zhì)上來看,基因則是DNA分子上具有遺傳效應(yīng)的一段特定的核苷酸序列,是DNA的一個獨(dú)特部分。染色體則是由直徑僅100埃(1埃=0.1納米)的DNA組蛋白高度螺旋化的纖維所組成。
基因能夠幫助人類來了解各種神奇的行為。比如,被稱為MAOA的單胺氧化酶(monoamineoxidase)。MAOA基因編碼的酶類可以破壞一種被稱作神經(jīng)遞質(zhì)(neurotranstitters)的分子。當(dāng)我們在日常生活中思考或做事時,神經(jīng)遞質(zhì)會充當(dāng)大腦中突觸(synapses)之間的信使,同時調(diào)節(jié)它們的活動情況。
神經(jīng)遞質(zhì)共有100多種,血清素(setotonin)、多巴胺(dopamine)和去甲腎上腺素(notadtenaline)是其中最著名的幾種。它們會使得我們快樂或悲傷,也會受到藥物使用、性別或疾病的影響。它們攜帶著信息,在細(xì)胞之間閃過,而MAOA會把它們切開。
MAOA是典型的分子工具,在這個層級的大腦活動中不斷發(fā)揮作用,也是人類正常生活中不可或缺的一部分。而當(dāng)MAOA未能全力工作,或是異常的遺傳變異影響了人類的神經(jīng)元時,就可能發(fā)生各種問題。在人類行為方面,研究己經(jīng)發(fā)現(xiàn)MAOA與自閉癥、阿爾茨海默病、躁郁癥、注意力缺陷、多動癥和嚴(yán)重抑郁都有著密切的關(guān)系。
到20世紀(jì)末,實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的研究報(bào)告顯示:特定版本的MAOA在攻擊性十足、行事沖動或擁有犯罪行為的人群中出現(xiàn)得更為頻繁。
這類研究是從荷蘭奈梅亨(Nimegen)的一個窮兇極惡的大家族開始的。往前一直追溯到1870年,這個家族里的5代人里,縱火犯、蓄意謀殺犯和強(qiáng)奸犯無所不包。這個家族的男性智商往往很低,一般在85左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于人類的平均水平。奈梅亭的醫(yī)生漢·布納(HanBrunner)檢查了他們家族的歷史,并把MAOA當(dāng)作了重點(diǎn)研究的候選目標(biāo)之一。
布納測試了這個荷蘭家族的男性的尿液,并發(fā)現(xiàn)其中 MAOA 作用導(dǎo)致的遺留物明顯低于正常水平,被切斷的堿基數(shù)量很少。也就是說,MAOA 并沒有正常地在他們的體內(nèi)發(fā)揮作用。
隨著人類對基因組的了解逐漸加深,關(guān)于MAOA 的研究也發(fā)展得很快。2000年,又有一項(xiàng)研究進(jìn)一步證實(shí)了MAOA 與暴力傾向之間的關(guān)系,不過問題不在基因編碼本身,而在其啟動子(promoter)上。該啟動子是位于基因之前的一段DNA,可以接受信息,激活 MAOA。一般人的 MAOA 啟動子上會有一塊 DNA 的重復(fù)區(qū)域,而攻擊性更高、強(qiáng)迫行為更加嚴(yán)重的男性,這部分區(qū)域的 DNA 重復(fù)次數(shù)會更少。2004 年左右,MAOA 被冠以“戰(zhàn)士基因”的綽號。
當(dāng)然,MAOA只是基因影響人們行為的一個例子,這也是遺傳決定論的證明之一。人類出生后,DNA就不會再改變了——DNA的序列本身并不會改變,這就是遺傳的本質(zhì)。然而,在DNA中,寫下的內(nèi)容雖然從不改變,但是其他因素會以各種各樣的方式對它們進(jìn)行注釋。
DNA不是命運(yùn)
還是MAOA這個基因。在MAOA被認(rèn)為是“戰(zhàn)士基因”的很多年里,媒體和學(xué)界過分強(qiáng)調(diào)MAOA在遺傳學(xué)的暴力傾向,甚至改變了法律的審判。2009年,生活在意大利的阿爾及利亞人阿卜杜勒馬利克·巴龍 (Abdelmalek Bayout) 因?yàn)闅⒑σ幻鐐惐葋喨硕徊丁?strong>然而,由于他是MAOA 缺陷基因的攜帶者,最后法官給他判處的有期徒刑比正常情況少了3年。
當(dāng)基因遺傳成為法律辯護(hù)的萬金油,與生俱來的命運(yùn)成為某些人的借口時,這也引起了極大的爭議。同年,在美國的另一項(xiàng)研究顯示,美國黑幫里有很大一部分成員都存在著 MAOA 缺陷。對于這些人而言,在發(fā)生沖突和爭論時,他們更傾向于使用武器。
同時這項(xiàng)研究還顯示,40%的幫派成員擁有正常的 MAOA 基因,而大多數(shù)攜帶 MAOA 缺陷基因的也是正常人,沒有加人黑幫。研究人員承認(rèn)了這項(xiàng)初步研究存在著一些不足,并得出了結(jié)論:“調(diào)查顯示,像大多數(shù)反社會行為一樣,黑幫的形成和活動,涉及基因與環(huán)境的相互作用?!?/p>
而基因與環(huán)境相互作用的背后,其實(shí)就是表觀遺傳學(xué)的道理。簡單來說,表觀遺傳學(xué)就是一種外部世界對于我們先天生物系統(tǒng)的作用方式。顯然,在人的一生中,DNA 不會有所改變,除非受到癌癥隨機(jī)突變的影響,或者是由輻射或其他誘變劑的影響而號起了突變。
但是,所有DNA 都存在于所有細(xì)胞中,因此,需要有一套合適的機(jī)制來確保合適的基因在合適的時間進(jìn)行合適的表達(dá),表觀遺傳學(xué)的機(jī)制就是用以實(shí)現(xiàn)基因的調(diào)控,包括可以修飾 DNA,而不改變基因序列本身。
打個比方,DNA是一份管弦樂譜,音符是固定的,不能改變。假設(shè)我們購買的樂譜是貝多芬的《第七交響曲》,無論你是買的 1916年出版的版本還是2022年出版的版本,它們都應(yīng)該是一模一樣的。然而,如果讓不同的管弦樂團(tuán)來演奏的話,可能聽起來就是完全不同的演繹了。管弦樂團(tuán)的指揮和管弦樂團(tuán)中的每一位演奏者都會仔細(xì)標(biāo)注樂譜,并在手稿上注明如何演奏音樂,是使用漸強(qiáng)還是狂歡,或是慢板。即使本身的樂譜是相同的,但每一場表演都獨(dú)一無二。
而在表觀遺傳學(xué)的表達(dá)方式中,被稱為甲基的小分子標(biāo)記是最常見的一種,即DNA甲基化。甲基由1個碳原子和了個氫原子構(gòu)成,會黏附在 DNA 中的C堿基(胞嘧啶)上。如果甲基在一個基因中,該基因就不會被轉(zhuǎn)錄成 RNA,并且永遠(yuǎn)都不會生成蛋白質(zhì)。如果它附著在基因的啟動子上,那么該基因?qū)⒉粫患せ?,DNA是否甲基化,決定了它能不能幫助這個故事順利進(jìn)行下去。
值得一提的是,甲基化在衰老過程中的變化及調(diào)控尤為受到關(guān)注。隨著年齡的增加,不同基因的甲基化會呈現(xiàn)增加或減少的趨勢,所以特定的甲基化圖譜被認(rèn)為可以用來測定衰老的程度。
表觀遺傳學(xué)證實(shí)了后天環(huán)境對生物會產(chǎn)生影響,也就是說,DNA不是命運(yùn)。特定基因的變種可能會改變某種特定行為出現(xiàn)的概率;而更大的可能是,許多基因的微小差異會與環(huán)境作用,增加或降低某種特征出現(xiàn)的概率。而環(huán)境中包含了所有與DNA無關(guān)的事物。
理性看待表觀遺傳學(xué)
除了表明后天環(huán)境對生物會產(chǎn)生影響,表觀遺傳學(xué)更重要的一個結(jié)論在于:生物在基因的DNA序列沒有發(fā)生改變的情況下,基因功能發(fā)生了可遺傳的變化,并最終導(dǎo)致了表型的變化,呈現(xiàn)出多姿多態(tài)的性狀和功能。也就是說,后天環(huán)境對生物會產(chǎn)生影響,而且這些性狀和特征還可以遺傳。
早在達(dá)爾文之前,法國博物學(xué)家拉馬克便提出了一種與達(dá)爾文進(jìn)化論有區(qū)別的進(jìn)化理論。拉馬克認(rèn)為,生物經(jīng)常使用的器官會逐漸發(fā)達(dá),不使用的器官會逐漸退化,這就是著名的“用進(jìn)廢退說”。拉馬克認(rèn)為用進(jìn)廢退這種后天獲得的性狀是可以遺傳的,因此生物可把后天鍛煉的成果遺傳給下一代。一個濫飲的人的后代也可能會嗜酒如命,一個好學(xué)的人的后代也會成就為一個大學(xué)問家。
拉馬克為此還舉了一個很有名的,即便是后來受到科學(xué)界嘲笑的例子,拉馬克認(rèn)為,長頸鹿的祖先原本是短頸的,但是為了要吃到高樹上的葉子經(jīng)常伸長脖子和前腿,通過遺傳而演化為現(xiàn)在的長頸鹿。但正如遺傳學(xué)家史蒂夫 ?瓊斯(Steve Jones)所指出的那樣,猶太人進(jìn)行這樣的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)幾千年了,他們習(xí)慣于行割禮,然而到目前為止,沒有一個男孩出生時是沒有包皮的。
當(dāng)然,人們對自然和科學(xué)的認(rèn)識永遠(yuǎn)是在進(jìn)步的——拉馬克晚年貧困潦倒,去世后他的女兒在他的墓碑上寫道:“總有一天這世界會發(fā)現(xiàn)你是對的,會有人替你復(fù)仇的。”而現(xiàn)在,隨著表觀遺傳學(xué)研究的深入,這句話逐漸被應(yīng)驗(yàn)了。
表觀遺傳學(xué)研究始于對第二次世界大戰(zhàn)饑荒期間孕婦的子孫輩的發(fā)現(xiàn)。第二次世界大戰(zhàn)納粹占領(lǐng)了荷蘭,在1944年到1945年入冬期間,入侵地區(qū)遭遇了饑荒,荷蘭孕婦日均消耗量只有700卡路里,遠(yuǎn)低于2400卡路里的正常消耗量。結(jié)果,那一年出生的孩子出生體重普遍偏低,后也多患有肥胖和2型糖尿病。
然而,即便是多年以后這些婦女出生的孫輩,他們?nèi)匀皇艿接绊憛s不知道是戰(zhàn)爭物資匱乏所造成的。這證實(shí)卵子和精子不僅攜帶基因,而且攜帶祖母和父母在懷孕時的表觀遺傳負(fù)荷。
當(dāng)然,這些結(jié)果是復(fù)雜而費(fèi)解的,但至少目前來看,對于跨代的表觀遺傳學(xué)的研究并不充分,無法證實(shí)許多流行的觀點(diǎn)。一個經(jīng)典的反例來自卡利克斯的居民,研究發(fā)現(xiàn),瑞典的卡利克斯地球,如果祖父生活在饑荒年代,那么他們的子孫壽命會更長。但是,饑荒年代幸存的婦女的子孫們,預(yù)期壽命反而比較短。
因此,對于基因來說,一方面,不論是基因決定,還是表觀遺傳,基因都并不能代表命運(yùn)。迪帕克·喬普拉(Deepak Chopta)曾經(jīng)認(rèn)為冥想等生活方式的選擇帶來的表觀遺傳變化“可以讓我們最大限度地改變自己的命運(yùn)”。但顯然,迪帕克·喬普拉也好,尹燁也好,他們都將表觀遺傳學(xué)作為改變我們?nèi)松耐緩街唬村e誤地以為基因就是命運(yùn)。
另一方面,基因也的確決定了人類的未來,生命是嵌在DNA中的信息的累積和提煉?;蚣夹g(shù)會幫助我們更好地理解遺傳效應(yīng)甚至改變遺傳效應(yīng),但在到達(dá)人類進(jìn)化的遠(yuǎn)方之前,我們都需要腳踏實(shí)地來認(rèn)識這一領(lǐng)域,只有這樣,才能盡可能的避免造成傷害而不自知的事情發(fā)生。(本文首發(fā)鈦媒體APP)