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生命無限的可能性從何而來

這個世界上,有一種雞湯,叫做你的生命有無限的可能性。

和所有的雞湯一樣,只有口號,沒有證明,沒有依據。

喝了太膩,倒了正好。

不過,近日在讀沙倫·莫勒姆《基因革命》一書時,獲得了一個新的角度來理解這句話,那就是——基因表達。

從這個角度,還真能推演出生命具有無限的可能性。

我試著加以證明。

孟德爾的故事

1822年7月20日孟德爾生於奧地利的海因岑多夫一個德語家庭。現在捷克境內,當時屬於奧匈帝國。孟德爾的父親是佃農,每周四天料理自家的田地,三天給一位女伯爵干農活。

命運似乎註定了孟德爾不得不子承父業,終其一生在農田中度過。為了同命運抗爭,通過一邊給人做家教一邊上學的方式,最終完成學業。

1843年,他要求並得以進入布魯諾的聖湯瑪斯修道院,並與四年後成為神父。他坦陳入修道院不是為了宗教信仰,而是經濟原因。這一重要的人生選擇中他權衡的不是神聖與世俗,而是智力追求與成家育子的權利。為了頭腦,他捨棄了生殖權。從此,他的物質境況徹底改變。有物質生活的舒適後,他重新獲得勇氣和力量。他滿心歡喜和集中精力學習經典。空餘時間忙於修道院一個小型植物和礦物收藏。有機會接觸後,他對自然科學的特別愛好更加深化。

在孟德爾最初開始研究遺傳學的時候,是在他的住處開究小鼠的交配習性。修道院的主教沙夫戈奇制止了他。在主教大人看來,這些籠子中的嚙齒動物散發著惡臭,把住處弄得一團糟,這與奧古斯丁式隱士應有的整潔生活極不協調。而且,這裡還涉及到「性」。作為一名神職人員,孟德爾對於那些毛茸茸的小動物如何交配似乎過於著魔了。因此嚴厲的主教命令孟德爾關閉了他的耗子妓院。並說如果孟德爾的興趣,如他宣稱的那樣純粹只集中於生物特性如何代代相傳,那麼他應該滿足於不那麼有挑逗性的東西,比如豌豆什麼的。

孟德爾被逗樂了。看來主教似乎不明白植物也有「性」這回事。

在接下來的八年里,孟德爾種植並研究了近3萬株豌豆,並建立了許多遺傳法則,並提出孟德爾定律。孟德爾研究了豌豆植物的七大特徵:植物高度,豆莢的形狀及顏色,種子的形狀及顏色,以及花的位置和顏色。以種子顏色為例,孟德爾發現,當純品系的黃色豌豆和純品系的綠色豌豆交配時,他們的後代總是產生黃色豌豆。然而,在下一代,綠色豌豆重新出現,綠黃比例為1:3。為了解釋這一現象,孟德爾提出了一些「顯性」和「隱性」這個術語。孟德爾在1866年出版了他的論文,說明某種看不見的因素(也就是基因 )可預測、確定生物體的性狀。

孟德爾的成果遭到了科學界的集體冷落,直到進入20世紀,人們重新發現了他的研究。

孟德爾的發現有著強大的生命力,最初是發現了染色體和基因,隨後是DNA的發現和排序。

一個基本觀點貫穿道路上每一步——我們的特徵是完全可以預測的,由祖先遺傳下來的基因所決定。

這也是今天大多數人對基因的看法和理解。

這種看法本質其實就是將基因看成了公式。

那麼基因是公式嗎?

7042號捐贈者的故事

在丹麥,每份精液樣本可獲得500丹麥克朗(約85美元)的報酬。由於價錢不錯,很多符合條件的年輕人(通常擁有極佳的身體素質、智力水平)都會跑去捐精。丹麥社會的容忍態度和維京人的魅力,讓人類的精子變成了熱門出口產品。

但即使是按照斯堪的納維亞人的標準,拉爾夫先生也絕對算得上是多產者。

因為擔心毫不知情的兄弟姐妹們,在未來的某個時刻可能會偶遇到——甚至結婚——像拉爾夫這樣的捐獻者,應該在成為25個孩子的父親之後,停止捐精。但是基於匿名原則,這個標準上幾乎是沒有任何辦法執行的。

而照片上高大、英俊、強壯的拉爾夫是如此受到追捧,以至於當他主動停止捐精,一些準備要孩子的夫婦,仍堅定不移地想要得到他的基因,甚至求助於網路留言板,尋求裝有拉爾夫冷凍精液的小瓶子。

最終,這個被大多數受贈者稱為7042號捐贈者的男人,可能至少是多個國家中的43個孩子的生父。

具體多少個,只有天知道。

然而,不幸的是,拉爾夫在不知不覺中播撒了不良的種子。

他傳給孩子們這樣一個基因,這種基因會誘發多餘的身體組織,帶來令人尷尬、改變命運的後果,包括巨大鬆弛的皮囊、嚴重面部缺損,還有類似深紅色覆蓋全身的癤腫等生長物。這種會引發腫瘤的疾病,被稱為NF1(1型多發性神經纖維瘤),它還會引發學習障礙、失明以及癲癇。

7042號捐精者和他那些不幸後代的故事引起了強烈的反響,並導致丹麥法律的迅速修改,以把控同一捐贈者的孩子數量。但對於某些家庭而言,這一做法來得太遲了。

問題是這一缺陷基因之所以得以傳遞,是因為這一基因在拉爾夫本人身上並未得到體現。否則無論是他本人還是捐精機構的那些人,是不可能進行和接受拉爾夫的捐精的。

長期以來,孟德爾遺傳定律告訴我們,如果你不幸繼承了某個突變的基因,按照顯性遺傳規律,你也必然會表現出同樣的病症。

那麼為什麼這個規律在哪兒夫身上失效了呢?

因為這裡有一個至關重要的指標被忽略了——那就是變異基因表達度。

變異基因表達度是一個用來衡量變異基因和基因疾病在一個人身上的表達程度的指標。

就像很多其他的遺傳疾病一樣,NF1會有多種不同方式表達。有的太過細微,以至於無法察覺。這就是為什麼沒有人知道這個可怕的秘密。很顯然也包括拉爾夫本人。

以亞當和尼爾兄弟來說。作為同卵雙胞胎孿生兄弟,他們攜帶著完全相同的基因組,包括一組NF1基因突變。但是,亞當有一張,腫脹類似毀容的臉,以至於有一次,夜總會一個喝醉的老主顧認為那是一張面具,試圖將它撕扯下來。而他的兄弟尼爾則恰恰相反,尼爾帥的就像湯姆·克魯斯,但他卻有健忘症和偶發性癲癇的毛病。

這就是基因的表達不同。

如果基因是公式,那麼輸出的答案應該是一致的。

我們無法想像給同樣一組公式輸入相同的變數卻求出不同解。那還叫公式嗎?

所以基因不是公式。

基因是一篇樂章。

不同的人演奏,會呈現出不同的風貌。

同一首鋼琴曲由肖邦和樓下學鋼琴的小姑娘演繹出來,聽起來是絕對不一樣的。

那麼為什麼會存在這種現象呢?

因為人進化的方向是為了更好的求存。而基因表達的不同,正是為了更好地完成這一目標。

基於最少做用量原則,能夠用更少的能量完成更多目標的基因結構,可以在生存競爭中獲得更大的優勢。

人體基本的工作方式是通過DNA將能量轉化成各種酶以供人體所需。比如胃蛋白酶原,被激活的時候能幫助我們消化蛋白質。而P450酶系的酶,則能幫助我們解除體內的毒素。而多巴胺,內酚酞這些酶的存在則可以幫助我們調解神經系統。

但是我們的身體,只在必要的時候製作必要的東西,並將身體庫存限制在最低量,以節約能量。而這一過程的實現是通過遺傳表達完成的。

這就是遺傳表達存在的原因。

宇航員的心臟

在登陸國際空間站不久後,宇航員的心臟就會比原來縮小了近1/4。這是因為我們的心臟要付出很大的力量,讓血液擺脫重力束縛而得以傳輸。而在空間軌道上我們的血液會處在失重狀態。因此血液循環所需要的力量要小得多。失重環境意味著宇航員並不需要過於強勁的心臟。因此心臟會變小。這也是宇航員在返回地球重新適應重力環境時會經常感到頭暈甚至昏厥的原因。

事實上,任何人在床上躺上幾周,身體就會開始萎縮。而只要開始運動,身體就會很快的恢復力量。

這種可塑性,其本質就是基因表達。

每個人在出生時都從父母那裡繼承了自己的基因。如同一個音樂家拿到了一張曲譜,又就如同一個牌手拿到了一手牌。

再爛的曲子在大師手裡都能變成優美的樂章,再好的手牌也無法保證勝利的必然降臨。

從這個意義上講,人確實具有強大的可塑性,也確實具有了無限的可能性。

這不是雞湯,也不是精神上的幻覺。

這個結論,恰恰是從構成人體的基本單元和人體的基本工作方式得出的。

我覺得,足以證明了。


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