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　　一個(gè)人的基因定下了，是否說(shuō)明他的個(gè)性也跟著定下了？

　　文/袁越

　　世上找不出兩個(gè)完全一樣的人，每個(gè)人的長(zhǎng)相、生理機(jī)能和性格都是獨(dú)特的，這是怎么回事呢？

　　最明顯的理由是基因。人類基因組中每個(gè)基因都有不同的功能，活性也都不一樣，這些不同基因的排列組合就是個(gè)性的主要來(lái)源。寫(xiě)到這里，肯定有人會(huì)想到同卵雙胞胎。事實(shí)上，因?yàn)榛�因�?fù)制過(guò)程總會(huì)出錯(cuò)，同卵雙胞胎之間的基因肯定也是有差異的，只是差異很小而已。

　　換句話說(shuō)，世界上不存在兩個(gè)基因完全一樣的人，討論兩個(gè)基因一樣的人是否會(huì)有不同的個(gè)性，只存在理論上的價(jià)值。

　　但是，“理論價(jià)值”不等于“沒(méi)有價(jià)值”。同樣的問(wèn)題換一種問(wèn)法，就有實(shí)際價(jià)值了。上面那個(gè)問(wèn)題可以換成一個(gè)等價(jià)的問(wèn)題：如果一個(gè)人的基因已定，是否他的個(gè)性就完全定下了，沒(méi)法再改變了呢？

　　這個(gè)問(wèn)題很宏大，需要用可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)回答。拿人來(lái)做實(shí)驗(yàn)顯然不現(xiàn)實(shí)，事實(shí)上，任何多細(xì)胞生物都太過(guò)復(fù)雜，必須先從單個(gè)細(xì)胞開(kāi)始研究。不過(guò)，和大多數(shù)人的直覺(jué)正相反，單個(gè)細(xì)胞是最不容易研究的�？v觀科學(xué)發(fā)展史，你會(huì)發(fā)現(xiàn)基于單個(gè)細(xì)胞的研究一直是生物學(xué)領(lǐng)域的軟肋，因?yàn)榧?xì)胞太小了，研究起來(lái)非常困難�？茖W(xué)家們通常的做法是先制造出一大堆基因完全一樣的細(xì)胞(克隆)，然后把它們混在一起，研究它們的集體特性，得出的結(jié)果再除以細(xì)胞總數(shù)，就是單個(gè)細(xì)胞的個(gè)性。顯然，這樣做的基礎(chǔ)在于假定克隆細(xì)胞的基因都是一樣的，它們的個(gè)性也都是相同的。

　　不久前，上述假設(shè)遇到了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。今年7月30日出版的《科學(xué)》雜志上刊登了一篇論文，這篇論文的作者是哈佛大學(xué)化學(xué)和生物化學(xué)系教授謝曉亮(Sunney Xie)博士，他領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組發(fā)明了一種熒光染色法，可以定量地將大腸桿菌內(nèi)的信使核糖核酸(mRNA)和蛋白質(zhì)進(jìn)行染色。染色后的大腸桿菌依次通過(guò)一臺(tái)高速熒光定量檢測(cè)儀，就可以準(zhǔn)確地測(cè)量出每一個(gè)細(xì)胞內(nèi)部的特定mRNA以及特定蛋白質(zhì)在那一瞬間的準(zhǔn)確含量。

　　需要說(shuō)明，蛋白質(zhì)的生產(chǎn)過(guò)程需要經(jīng)過(guò)兩個(gè)步驟。第一步是按照設(shè)計(jì)圖紙(DNA)的規(guī)定成立相應(yīng)的施工隊(duì)(mRNA)；第二步是施工隊(duì)在車間里生產(chǎn)出特定的蛋白質(zhì)。以前的理論認(rèn)為，一旦設(shè)計(jì)圖紙定好了，那么在特定的內(nèi)部和外部環(huán)境下，細(xì)胞內(nèi)的施工隊(duì)數(shù)量也就確定了，而一旦施工隊(duì)數(shù)量定了，蛋白質(zhì)的數(shù)量也就跟著定下了。

　　為了檢驗(yàn)這個(gè)理論的正確性，研究人員選出了1018個(gè)基因(約占大腸桿菌基因總數(shù)的1 /4)，對(duì)它們的mRNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行定量研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，單個(gè)細(xì)胞內(nèi)其個(gè)蛋白質(zhì)的總數(shù)在0.1至10000之間浮動(dòng)，相應(yīng)的mRNA的數(shù)量在0.05至5之間浮動(dòng)。也就是說(shuō)，單個(gè)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)和mRNA的數(shù)量存在巨大的差異，有的細(xì)胞內(nèi)連一份拷貝都找不到，有的細(xì)胞內(nèi)卻能找到成千上萬(wàn)個(gè)拷貝。

　　事實(shí)上，科學(xué)家們?cè)缫阎�道�?xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)數(shù)量存在差異，但這個(gè)實(shí)驗(yàn)第一次用如此精確的方法測(cè)量了種類如此多的mRNA和蛋白質(zhì)，得出的結(jié)論也著實(shí)讓科學(xué)家們吃一驚。要知道，這些細(xì)胞都來(lái)自同一個(gè)克隆，基因完全一樣，所處環(huán)境也沒(méi)有任何區(qū)別，為什么它們體內(nèi)的mRNA和蛋白質(zhì)數(shù)量竟然存在如此巨大的差異呢？

　　謝曉亮博士認(rèn)為，這里面不存在什么奇怪的機(jī)理，答案只有一個(gè)，那就是“隨機(jī)”。在他看來(lái)，一個(gè)細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)圖紙(基因)通常只有1～2張，負(fù)責(zé)成立施工隊(duì)的部門(mén)(轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子)往往也只有少數(shù)幾個(gè)，兩者之間的合作存在極強(qiáng)的隨機(jī)性，某段時(shí)間內(nèi)雙方很可能沒(méi)有碰上，于是mRNA的生產(chǎn)便停止了，蛋白質(zhì)也就跟著停產(chǎn)了。

　　謝曉亮博士還預(yù)測(cè)，高等動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)的這種“隨機(jī)性”應(yīng)該比大腸桿菌更高，因?yàn)楦叩葎?dòng)物的DNA都是卷在一起的，解開(kāi)染色體鏈的過(guò)程非常繁鎖，步驟更多，因此蛋白質(zhì)生產(chǎn)過(guò)程受到概率的影響也就更大。

　　該實(shí)驗(yàn)還得出一個(gè)有些奇怪的結(jié)論，那就是大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)的mRNA拷貝數(shù)量和蛋白質(zhì)拷貝數(shù)量不成正比。這個(gè)結(jié)論似乎違反了分子生物學(xué)的一項(xiàng)基本原則，但是來(lái)自新澤西醫(yī)學(xué)院的桑杰•提亞吉(Sanjay Tyagi)博士認(rèn)為，這個(gè)結(jié)果也很好解釋。在他看來(lái)，這是因?yàn)榧?xì)菌mRNA壽命很短，通常只有幾分鐘，而蛋白質(zhì)的壽命很長(zhǎng)，通常可以維持幾個(gè)小時(shí)不被分解。大腸桿菌每隔30分鐘分裂一次，也就是說(shuō)蛋白質(zhì)的壽命大大超過(guò)了大腸桿菌的生命周期。這些蛋白質(zhì)在細(xì)胞分裂時(shí)被隨機(jī)地分給兩個(gè)子細(xì)胞，于是細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)很多都是來(lái)自母細(xì)胞，而不是來(lái)自自身的蛋白質(zhì)工廠。

　　不管怎樣，這個(gè)實(shí)驗(yàn)清楚地告訴我們，兩個(gè)細(xì)胞即使基因完全一樣，也會(huì)因?yàn)椤半S機(jī)性”原因而變得完全不同。一個(gè)人體內(nèi)有成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞，其結(jié)果更是千差萬(wàn)別了。

　　(摘自《三聯(lián)生活周刊》）