從最初的細(xì)胞到人類的黎明,速覽跨越30億年的演化歷程
人類基因組簡(jiǎn)史
作者:Michael Le Page
GTGCCAGCAGCCGCGGTAATTCCAGCTCCAATA GCGTATATTAAAGTTGCTGCAGTTAAAAAG
盡管如天書一般難解,這段
DNA(
脫氧核糖核酸)序列絕不一般。在你的細(xì)胞、你家里的喵星人或汪星人、餐盤中的魚、花園里的蜜蜂與蝴蝶,以及腹中的細(xì)菌里,都有它的身影。實(shí)際上,從深海沸騰的火山口到高空云層凍結(jié)的細(xì)菌,哪兒有生命,哪兒就有它。你甚至可以在如巨型病毒(mimiviruses)這樣嚴(yán)格意義上算不上“活的”的東西里找到它。
這段序列之所以如此普遍,是因?yàn)樗莼运猩锏墓餐嫦取6?,由于它控制著一個(gè)至關(guān)重要的過程(詳見后文),自誕生之日起就幾乎沒有改變過。換句話說,你身體里的部分DNA有著難以置信的30億年的歷史,到你這兒已未曾中斷地傳遞了萬(wàn)億代。
你還有一些DNA是全新的。你的基因組里大約有100個(gè)你的父母所沒有的突變,小至一兩個(gè)堿基字母的變化,大至一整段DNA的獲得或遺失。
通過比較基因組,我們可以知道哪些DNA(片段)是“新”的,哪些是“舊”的。例如,對(duì)比你與你的兄妹的基因組可以令新增突變現(xiàn)身。比較人類與其他動(dòng)物的基因組,則會(huì)揭露出那些更為久遠(yuǎn)的變化。
所以,我們的基因組不僅是造人的藍(lán)圖,還是活生生的歷史記錄。由于我們的基因組如此浩瀚 —— 由超過60億個(gè)堿基字母組成 —— 寫成書摞起來可達(dá)十米高 —— 它們極其詳細(xì)地記錄了我們的過去,使我們得以探尋從生命起源到此時(shí)此刻這一路上的演化歷程。
雖然對(duì)這些記錄的破譯才剛剛開始,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn),我們的祖先面對(duì)的不只是這個(gè)充滿“血淋淋的牙齒和爪子”【1】的世界里嚴(yán)酷的生存競(jìng)爭(zhēng);在我們的基因組里,那兒也進(jìn)行著史詩(shī)般的戰(zhàn)役。這些戰(zhàn)役徹底改變了我們基因組的運(yùn)作方式,并最終造就了今日的我們。
普遍祖先【2】
RNA的缺點(diǎn)在于它并不那么穩(wěn)定,所以很早開始,生物就轉(zhuǎn)向使用另一種分子來儲(chǔ)存遺傳信息。它與RNA分子在化學(xué)結(jié)構(gòu)上主鏈稍有不同,卻不那么容易被分解 —— 這種分子就是DNA。至于(RNA在)催化上的作用,也由蛋白質(zhì)(酶)取而代之,使RNA被降格到一種中間角色(a go-between)。用來制造蛋白質(zhì)的藍(lán)圖儲(chǔ)存在DNA中,以RNA副本(RNA copies, 這里指信使RNA mRNA - 譯注)的形式發(fā)送給蛋白質(zhì)工廠(指 核糖體 Ribosome - 譯注)。
我們的基因組里仍存有許多來自那久遠(yuǎn)的,RNA仍占主導(dǎo)地位的世界的遺跡。舉例來說,這篇文章開頭那段無所不在的序列,就是用于編碼一種RNA酶的一部分,這種酶知道現(xiàn)在還在蛋白質(zhì)的合成過程中扮演重要角色。
最遲大約35億年前,擁有能制造RNA和蛋白質(zhì)的基因組的生物已經(jīng)出現(xiàn),這也是(地球上)所有生物的最近共同祖先。我們確信至少有100個(gè)基因可以追溯至LUCA(LUCA,即 Last Universal Common Ancestor,最近共同祖先),來自馬里蘭州貝塞斯達(dá)美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院(the National Institutes of Health in Bethesda, Maryland)的尤金·庫(kù)寧(Eugene Koonin)說道。他主要研究生物演化,并表示LUCA擁有的基因可能總計(jì)超過1000個(gè)。
LUCA的很多核心構(gòu)建,包括用于制造蛋白質(zhì)的那些,在如今所有生物體內(nèi)仍能找到。雖然它和我們現(xiàn)在所熟知的生命形式或許不大相似。一些研究者認(rèn)為,LUCA不是一個(gè)獨(dú)立的、被一層膜包裹著的細(xì)胞,而是一種由病毒似的東西組成的混合物,在類似堿性海底熱泉(alkaline hydrothermal vents)的微孔這樣的非生物空間里進(jìn)行自我復(fù)制【3】。
分歧與重聚
下一階段里極有可能的一幕是,LUCA病毒似的組成部件中,有一部分在兩個(gè)不同時(shí)刻“掙脫”出來,獲得了細(xì)胞膜,并成為簡(jiǎn)單細(xì)胞。這解釋了為何存在兩種其細(xì)胞膜完全不同的簡(jiǎn)單細(xì)胞【4】 —— 細(xì)菌(bacteria)和古菌(或古核生物 archaea)?!斑@是個(gè)很吸引人的假說,” 庫(kù)寧表示??梢源_定,在很早開始,生命就已分入兩個(gè)主要支系。
細(xì)菌和原始細(xì)菌演化出不少令人驚嘆的分子機(jī)械,并改造了地球(它們使地球大氣穩(wěn)定,制造氧氣,使更復(fù)雜的生命形式成為可能 - 譯注【5】)。但是,一直以來,它們都不比一小堆化學(xué)分子復(fù)雜多少。直到一次特別事件將這兩大生命分支重新聯(lián)合,才使復(fù)雜細(xì)胞,或真核生物(eukaryotes)出現(xiàn) —— 這個(gè)事件令基因組徹底改觀,為隨后最早的動(dòng)物的誕生鋪平了道路。
約10億年前,一只細(xì)菌莫名進(jìn)入一只古菌的內(nèi)部。它們非但沒有互相殺害,反而形成了一種共生關(guān)系(symbiotic relationship)。那只細(xì)菌的后代漸漸承擔(dān)起一項(xiàng)重任:它們成為線粒體(mitochondria)—— 細(xì)胞內(nèi)部的發(fā)電廠 —— 為我們供給能量。
若非這次聯(lián)姻,復(fù)雜的生命形式或許永遠(yuǎn)也不會(huì)出現(xiàn)。我們往往假定,簡(jiǎn)單生物自然會(huì)朝著復(fù)雜化的方向演變。但是,單個(gè)細(xì)菌或古菌卻從未超過特定的復(fù)雜程度,這又是為什么?
倫敦大學(xué)學(xué)院(University College London)的尼克·萊恩(Nick Lane)認(rèn)為,這是由于因?yàn)樗鼈冏采狭四芰勘趬荆?/span>energy barrier)。所有的簡(jiǎn)單生物都通過它們的細(xì)胞膜產(chǎn)生能量,當(dāng)它們體積增大,表面積與體積比隨之減小,就愈發(fā)難以產(chǎn)生足夠的能量。結(jié)果,這些簡(jiǎn)單細(xì)胞無法變大,也就沒有足夠空間容納較大的基因組。作為模塊式的、自成一體的能量源,線粒體將這個(gè)能量壁壘移除。那么,只需制造更多的線粒體,細(xì)胞就能持續(xù)增大體積,使擴(kuò)大基因組、增加信息存儲(chǔ)容量,成為可能。
除了將細(xì)胞從能量上的束縛中解放,線粒體的細(xì)菌祖先還是我們至多四分之三的基因的來源。這個(gè)細(xì)菌一開始可能有約3000個(gè)基因,隨著時(shí)間進(jìn)程,有些丟失了,有些則轉(zhuǎn)移到主基因組(main genome)中。因此,現(xiàn)在的線粒體里只剩有少量基因。
看上去盡管益處頗多,這個(gè)聯(lián)盟的締結(jié)實(shí)則暗藏危機(jī)。尤其是:原始線粒體的基因組感染有部分寄生DNA(parasitic DNA) —— 也稱轉(zhuǎn)座子(Transposon)。它們除自我復(fù)制沒有任何實(shí)際作用。它們有時(shí)會(huì)處在基因的中間,交給它們大片的無關(guān)DNA —— 即我們所熟知的內(nèi)含子(intron)【5】。這就好比在做蛋糕的配方里塞進(jìn)一張煲湯秘籍。
盡管如此,后果也并不一定是災(zāi)難性的,因?yàn)檫@些內(nèi)含子能“自身剪接”("self-splicing" 圖示):在一個(gè)基因的RNA副本被制造出來后 —— 這是制造蛋白質(zhì)的第一步 —— 它們將自己切去(they cut themselves out)。然而,這不會(huì)每次都發(fā)生,所以這些內(nèi)含子總有不利之處。大多數(shù)細(xì)菌的基因里沒有內(nèi)含子,因?yàn)樗鼈償?shù)量巨大,個(gè)體之間競(jìng)爭(zhēng)激烈,強(qiáng)力的自然選擇將內(nèi)含子掃除殆盡。但是,早期真核生物種群很小,自然選擇的效力要微弱得多。這些隨線粒體的祖先一并到來的“寄生基因”瘋狂復(fù)制,使數(shù)百個(gè)內(nèi)含子夾雜進(jìn)主基因組里。
今天,我們每一個(gè)基因里一般有八個(gè)內(nèi)含子,它們中的許多都可以追溯到最初的那只真核細(xì)胞 —— 我們的祖先從未完全擺脫它們。不過,它們也演化出一些對(duì)付內(nèi)含子的手段,隨之改變了我們的基因構(gòu)造和細(xì)胞繁殖的途徑。其中之一就是 —— 性。
“性”的益處
性(sex)
的重要之處并不僅僅在于使不同個(gè)體的基因相混合,還在于其將不同譜系里的“演化成果”合并。一直以來,簡(jiǎn)單細(xì)胞都在進(jìn)行著基因的交換,完全不必依靠“性”的幫助。(見Bacterial conjugation - 譯注)
這個(gè)過程(性)也被稱為重組(recombination):一對(duì)染色體(chromosome)在被分入精子細(xì)胞或卵子細(xì)胞前會(huì)交換相應(yīng)DNA片段 (見減數(shù)分裂,Meiosis - 譯注)。我們的基因組由許多個(gè)基因相連接而成,好像一粒粒珠子串成一束項(xiàng)鏈。重組可以幫助解決這種基因組的一個(gè)根深蒂固的問題。
設(shè)想有一串項(xiàng)鏈,其中一顆珍珠光彩奪目,緊挨著它的一顆卻有瑕疵。如果你沒法換掉這顆有瑕疵的珍珠,就只好要么放棄整串項(xiàng)鏈。要么就這樣勉強(qiáng)接受。與之類似,如果一個(gè)有益突變恰好與一個(gè)有害突變相鄰,那么,要么有益突變會(huì)(因?yàn)橛泻ν蛔兌┫?,要么有害突變被他的鄰居拖挾著擴(kuò)散至整個(gè)種群。
重組使我們有了“交換珍珠”的可能。正如你能制作一串完美的和一串有瑕疵的項(xiàng)鏈,有些后代會(huì)遺傳有更多“好基因”,有些則“壞基因”(因?yàn)橛邪抵刑韥y的內(nèi)含子)更多。不那么走運(yùn)的個(gè)體更容易死亡,那些擁有較好基因的則繁衍興旺。
在大種群里,突變的數(shù)量巨大,有些突變能抵消有害基因的負(fù)作用,所以沒有必要求諸重組。但是,在小種群里,性最終獲得成功。這也是為什么有性生殖成為最初的真核細(xì)胞和它的大多后裔的常態(tài)。所以,下次做愛時(shí),記得感謝你遠(yuǎn)古細(xì)菌祖先體內(nèi)的寄生基因。全因有它,我們才得以享受性愛的樂趣。
性?shī)檴檨磉t,內(nèi)含子的數(shù)量已經(jīng)太多,無法完全擺脫它們。所以,早期真核生物很快有了另一個(gè)嚴(yán)重危機(jī):隨著內(nèi)含子積累的突變?cè)絹碓蕉啵白陨砑艚印睓C(jī)制逐漸失效。為應(yīng)對(duì)這個(gè)問題,早期真核生物演化出一種被稱為剪接體(spliceosome)的特殊裝置 —— 它能切除基因的RNA副本中的內(nèi)含子。
剪接體是一個(gè)不由大腦(在演化中往往如此)的解決方案:切掉基因RNA副本中的垃圾(內(nèi)含子),而不是直接從DNA中切除,效率實(shí)在不高。不僅如此,剪接體還行動(dòng)緩慢。許多RNA在被切掉內(nèi)含子之前就已抵達(dá)蛋白質(zhì)工廠,導(dǎo)致有缺陷的蛋白質(zhì)被制造出來。
這也是細(xì)胞核出現(xiàn)的原因,庫(kù)寧提議。一旦細(xì)胞的DNA被包裹在一個(gè)與蛋白質(zhì)工廠相分隔的空間里,這樣只有經(jīng)過剪接的RNA才獲準(zhǔn)離開(細(xì)胞核),從而避免細(xì)胞制造無用蛋白質(zhì),浪費(fèi)能量。
即使是這樣,問題也沒有得到徹底解決。剪接體經(jīng)常把基因里被稱為外顯子(exon)的遺傳編碼部分也錯(cuò)誤地切除,導(dǎo)致變異蛋白質(zhì)出現(xiàn)?!斑x擇性剪接(alternative splicing)不是適應(yīng)性變化(adaptation)的結(jié)果”,庫(kù)寧說?!八巧锊坏貌幻銖?qiáng)忍耐的東西。”
于是,我們的祖先演化出一層又一層的復(fù)雜機(jī)制來對(duì)付內(nèi)含子的擴(kuò)散繁殖,卻仍然沒能完全解決它們所帶來的問題。不過,與簡(jiǎn)單細(xì)胞不同,由于能量供給無虞,我們的祖先能夠負(fù)擔(dān)這種浪費(fèi) —— 而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)看來,這額外的復(fù)雜性反而帶來了新的契機(jī)。
多功能與調(diào)控
事實(shí)上,內(nèi)含子與外顯子的存在使基因模塊化。在一個(gè)連續(xù)不間斷的基因里,如果發(fā)生DNA片段增減這樣的突變,其余基因的表達(dá)也受到影響,產(chǎn)生些莫名其妙的東西。相反,外顯子可以隨意移動(dòng)(即 外顯子改組 exon shuffling - 譯注)不用擔(dān)心擾亂基因的其它部分。于是,基因可以以在自己內(nèi)部或彼此間轉(zhuǎn)移、交換外顯子的方式演化了。
舉個(gè)例子,假設(shè)一個(gè)隨機(jī)突變使一個(gè)基因里被插入一個(gè)額外的外顯子。因?yàn)檫x擇性剪接的作用,原來的蛋白質(zhì)仍然可以被制造出來。不過,這也意味著,由這同一個(gè)基因也制造出
新的蛋白質(zhì)(
如下圖)。這個(gè)突變或許影響甚微,不會(huì)被自然選擇剔除,但是長(zhǎng)此以往,這些變異蛋白質(zhì)有機(jī)會(huì)發(fā)展出新的功能或用途。純屬意外,真核細(xì)胞為對(duì)付內(nèi)含子的無腦行動(dòng)使基因更加多功能化,
演化力更強(qiáng)(more versatile and more evolvable)。
如果這個(gè)關(guān)于復(fù)雜細(xì)胞演化的觀點(diǎn)正確,我們基因組中的許多關(guān)鍵特征,從基因的模塊化到性,都是最初獲得了含有寄生基因的線粒體的直接結(jié)果。當(dāng)然我們也不能排除其他可能,但是沒有一個(gè)能(像這個(gè)假說一樣)提供如此完美的解釋?!斑@是我最偏愛的情景,”庫(kù)寧說。
所有這些不尋常的特性使大量演化革新噴涌而出,真核生物發(fā)榮滋長(zhǎng),不久便多樣化起來。即便如此,它們?nèi)匀幻媾R著新的寄生DNA和病毒持續(xù)不斷的無情侵犯和攻擊。不過,在超越了簡(jiǎn)單細(xì)胞的大小限制后,這些復(fù)雜細(xì)胞可以不受約束地演化出更為復(fù)雜的防御機(jī)制。
其中之一,是在DNA上加入標(biāo)簽來阻止RNA副本的復(fù)制,從而將轉(zhuǎn)座子的寄生基因“沉默” —— 這個(gè)過程被稱為“甲基化”(methylation)【繼續(xù)閱讀:果殼 - 衰老如何改變我們的基因】。另一種方法是通過破壞入侵病毒的RNA來遏制它們的自我復(fù)制。這些防御只能說是稍有成效:如今,人類基因組里大約有百分之五由已變異的、失去活性的病毒基因殘余組成,以及驚人的百分之五十由轉(zhuǎn)座子的遺跡組成 —— 這也是寄生DNA不時(shí)以各種方式進(jìn)入我們祖先的基因組并泛濫成災(zāi)的無聲的證據(jù)。
這些防御機(jī)制很快被轉(zhuǎn)向另一個(gè)用途:控制細(xì)胞本身基因的活性?!坝糜诳刂妻D(zhuǎn)座子的機(jī)制變成了調(diào)控基因的機(jī)制,”加拿大圭爾夫大學(xué)(University of Guelph)的賴安·格雷戈里(Ryan Gregory)說道。他主要研究基因組的演化。 構(gòu)建軀體
為迎接演化史上下一大步的到來,舞臺(tái)已搭建完畢。這是在大約八億年前,細(xì)胞比之前任何時(shí)候都更加多得互相協(xié)作。雖然少數(shù)細(xì)菌已經(jīng)成為多細(xì)胞,它們?cè)趶?fù)雜程度上的限制使它們無法沿著這條路繼續(xù)走下去。相形之下,真核生物已經(jīng)前后十多次演化出多細(xì)胞性,導(dǎo)致大量復(fù)雜生物,如真菌,海藻、陸生植物和動(dòng)物(當(dāng)然)的誕生。
原因之一是,真核生物的基因本領(lǐng)更大,可以轉(zhuǎn)向新的用途,如將細(xì)胞粘合在一起,或與其他細(xì)胞通訊。更加重要的是,它們基因的模塊化特性使它們演化得更快。 比如,將細(xì)胞黏在一起的蛋白質(zhì)一部分跨越細(xì)胞膜,一部分向外突出。多虧模塊化的基因,各種形態(tài)的突出部分可以附加到跨越細(xì)胞膜的那一部分上,好像吸塵器的各種附加裝置。許多與多細(xì)胞性相關(guān)的關(guān)鍵基因都是通過外顯子改組演化而來。
不僅如此,真核生物用來調(diào)控基因的復(fù)雜機(jī)制使細(xì)胞得以分化。通過打開或關(guān)閉一些基因,不同類別的細(xì)胞擔(dān)當(dāng)起不同的角色。由此,生物發(fā)展出不同類型的組織,使早期動(dòng)物得以從海綿狀的生物體演化而來,身體結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。
下一次大躍進(jìn)是幾個(gè)遺傳上的意外事件的結(jié)果。當(dāng)(細(xì)胞)繁殖復(fù)制時(shí)出了差錯(cuò),偶爾整套基因組都會(huì)加倍 —— 而這在脊椎動(dòng)物的祖先身上發(fā)生了不止一次。
這些重復(fù)基因組帶來不少額外基因副本。其中許多已經(jīng)遺失了,有些則起了新的作用。尤其是4組發(fā)展中控制身體構(gòu)建的主宰基因(master gene) - Hox基因。通常認(rèn)為,這些基因在內(nèi)骨架的演化中扮演了重要角色?!?】
重復(fù)整個(gè)基因組很罕見,大多數(shù)新基因由小范圍的重復(fù),或外顯子改組誕生,有時(shí)二者皆有。演化毫無羞恥感 —— 它會(huì)充分利用任何DNA。
無論它們來自何處,只要有用就行。有些關(guān)鍵基因就從垃圾DNA演化而來,有些則是從其他地方獲得。
例如,大約5億年前,我們祖先的基因組被一種叫做hAt轉(zhuǎn)座子的遺傳寄生蟲入侵。它們采用“剪切粘貼”("cut and paste")的方式自我復(fù)制。其中“剪切”由兩種只與特定DNA序列結(jié)合的酶完成。
在某一時(shí)刻,早期脊椎動(dòng)物中,與DNA剪切酶相結(jié)合的那段序列最后轉(zhuǎn)移到與識(shí)別入侵細(xì)菌或病毒有關(guān)的基因附近或內(nèi)部。結(jié)果,在生物的一生中,隨著細(xì)胞增殖,部分基因被hAT酶切下。值得注意的是,在不同的細(xì)胞系(cell line)中,被切下的部分也不同,于是產(chǎn)生許多種變異蛋白質(zhì)。
有些情況下,這證明是關(guān)乎生死的東西,因?yàn)樽儺惖鞍踪|(zhì)可以更好地附著在入侵病原體上。很快,一種用于辨別那些能產(chǎn)生最有效的變異蛋白質(zhì)的細(xì)胞,并促進(jìn)它們?cè)鲋车臋C(jī)制產(chǎn)生了 —— 這就是適應(yīng)性免疫系統(tǒng)(adaptive immune system)。如今,人類的免疫系統(tǒng)復(fù)雜無比,但是負(fù)責(zé)切下并重新排列基因 —— 確認(rèn)入侵者的關(guān)鍵過程 —— 的那兩種酶,就是hAT酶的直接后代。所以,我們對(duì)付疾病的最有效的武器實(shí)際上要?dú)w功于古老的遺傳寄生蟲。 人類基因組
配備著這些高級(jí)防御系統(tǒng)以及能夠制造各種身體形態(tài)的基因工具箱,早期脊椎動(dòng)物極其成功。它們占領(lǐng)海洋,殖民陸地,在樹上攀越,又返回地面,開始以兩足行走。
是什么讓我們與其他猿類相比如此不同?其中一個(gè)明顯區(qū)別是:我們有23對(duì)染色體,而不像我們的猿類祖先那樣有24對(duì)。染色體本質(zhì)上就是一包包的基因,只要我們所需要的基因仍然完好,無論它們分開還是聚在一起,都沒有太大不同。相反,很有可能是一連串的細(xì)小變化逐漸改變了我們的大腦和軀體。一些關(guān)鍵的突變已經(jīng)獲得確認(rèn)(New Scientist, 9 June, p 34 ),但可能還有數(shù)千個(gè)。
回望整個(gè)圖景,顯然,細(xì)胞與軀體的復(fù)雜化始于基因組的復(fù)雜化。不過,令人吃驚的是,多數(shù)早期復(fù)雜性的提高恰是因?yàn)檫x擇壓力的缺失,而不是由其推動(dòng)。“大多數(shù)發(fā)生在基因組層面上的活動(dòng)都是中性的,”格雷戈里說。
換句話說,突變會(huì)產(chǎn)生,哪怕它一點(diǎn)兒作用也沒有,重復(fù)基因便是一例。在較大的種群里,這樣的突變會(huì)很快遺失。但是,在較小的種群里,它們可以以遺傳漂變(genetic drift)的方式隨機(jī)傳播?!斑@是種群遺傳學(xué)的必然結(jié)果,”庫(kù)寧說。只在后來,這些復(fù)雜性才受到“選擇”,例如當(dāng)一個(gè)重復(fù)基因獲取了新的職能時(shí)。
我們的演化史中的許多關(guān)鍵事件,比如基因組重復(fù)加倍導(dǎo)致Hox基因產(chǎn)生,可能就是小種群中選擇壓力較弱的結(jié)果。確實(shí),人類演化初期的種群瓶頸(population bottleneck)或許可以解釋某些將我們與其他猿類區(qū)分開來的變異 —— 例如我們肌肉力量的弱化 —— 的傳播擴(kuò)散?!纠^續(xù)閱讀:果殼:人類演化,高潮還在后面】
另一件出人意料的事情是病毒和寄生物的巨大作用。我們的基因組中的許多主要特點(diǎn),從性到甲基化,都是為對(duì)付它們的攻擊演化而來。不僅如此,我們有相當(dāng)數(shù)量的基因和外顯子,例如免疫酶,都直接來源于這些入侵者。“從最初的那一刻起,病毒就已經(jīng)是細(xì)胞生命必不可少的一部分,”庫(kù)寧說。
雖然必要,卻并不愉快。我們?cè)谘莼懈冻隽司薮蟠鷥r(jià)。人們說歷史由勝利者書寫 —— 那么,我們的基因組本身就是對(duì)勝利的記錄,記錄下那些成功了的,或至少?zèng)]有使我們的祖先喪命的試驗(yàn)。我們是一長(zhǎng)列彩票贏家的后代,獎(jiǎng)品是生育出能夠活到自己繁育年齡的后代。一路下來,有無數(shù)次失敗,數(shù)以萬(wàn)億的動(dòng)物可怕地死去。
我們的基因組遠(yuǎn)遠(yuǎn)稱不上精細(xì)雕琢而成的完美產(chǎn)物。恰恰相反,它由遺傳意外的殘骸和遠(yuǎn)古寄生DNA的遺跡草草修補(bǔ)而成。它產(chǎn)生于相當(dāng)瘋狂、難以控制的試驗(yàn) —— 會(huì)被任何學(xué)術(shù)道德委員會(huì)一口拒絕。這個(gè)過程延續(xù)至今 —— 在任何一家醫(yī)院里,你都能找到死于可怕的遺傳疾病的兒童,不過遠(yuǎn)比過去要少。多虧有像胚胎篩查(
embryo screening)這樣的技術(shù),我們自己已經(jīng)開始掌控人類基因組的演化。一個(gè)新的時(shí)代已經(jīng)來臨。
邁克爾·佩奇(Michael Le Page) 是《新科學(xué)家》生物特別報(bào)導(dǎo)編輯
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譯注:
Who trusted God was love indeed
And love Creation's final law
Tho' Nature, red in tooth and claw
With ravine, shriek'd against his creed
【2】“普遍祖先,the universal ancestor ”,與“共同祖先,the common ancestor” 區(qū)分;
【6】?jī)?nèi)含子與轉(zhuǎn)座子的區(qū)別:內(nèi)含子是真核基因中特定存在的,應(yīng)該說如果沒有內(nèi)含子,基因就不能正常表達(dá)的,因?yàn)橐恍﹥?nèi)含子起著重要的調(diào)節(jié)作用,比如增強(qiáng)子、沉寂子等等,有一些內(nèi)含子的功能還在探究中。而轉(zhuǎn)座子是在原核和真核生物中都存在的,正常狀態(tài)是不整合到基因中的,插入正?;蚓蜁?huì)出現(xiàn)插入突變,閱讀框改變,最終導(dǎo)致基因無法正常表達(dá)而失活。--
出處