后天行为可能改变基因遗传给后代:体细胞中的突变基因都不可遗传后代

来源:公共英语 发布时间:2019-05-19 点击:

  “父辈的坏习惯可以通过基因遗传给后代。”这显然是一种有违达尔文进化论的观点。因为达尔文的《物种起源》告诉我们,环境对物种的作用力通常不会很快显现,进化是一个漫长的自然选择过程。然而,瑞典斯德哥尔摩卡罗林斯卡医学院科学家最近宣布,后天的生活习惯、环境等多方面条件都可以对人类的基因产生迅速而直接的遗传影响。
  
  “荒原”上的人类基因密码
  
  瑞典北部长年被冰雪覆盖,人迹罕至,而这里却诞生了一个有关人类基因的神秘故事。
  瑞典最北部的北博滕省人烟稀少,人口密度只有2人/平方公里。更恶劣的是,这里的土地仿佛和人作对似的,要么就是丰产丰收,要么却是颗粒无收,结果是粮食要么多得摆几个月宴席都吃不完,要么就是严冬来临却无米下锅。
  这一奇特的现象引起了拉斯・本内博士的关注,他想知道丰年和荒年对当地儿童的影响。本内博士随机选取了99名孩子作为研究样本,并通过详尽的历史档案追踪溯源,把孩子的父母甚至祖父母都找了出来。之后根据本地的农业档案,确定了孩子的父辈和祖父辈年轻时的食物供给情况。
  在搜集资料的过程中,本内博士被一篇发表在著名医学杂志《柳叶刀》上的文章深深吸引。文章认为子宫发育不仅影响胎儿成长,也影响着成年后的健康。如果孕妇营养不良,孩子成年后患血管疾病的风险明显高于平均水平。受到这篇文章的启发,本内博士心中又升起了另一个问号:这种影响是否早在怀孕前就开始了?父母年轻时的经历是否能改变遗传呢?
  长期以来,DNA不会在后天被改变的理论统治着主流生物学界。不管我们选择如何过完这一生,发胖也好,长期“亚健康”也好,都不会改变我们的基因――人类的“种子”,当下一代出生后,父辈的一切就被涂抹殆尽。环境对物种的作用力通常不会很快显现,进化是个历经数百万年的自然选择过程。但是本内和其他科学家搜集的大量历史数据却显示,极端的环境条件(比如濒临饿死)会在人类卵子和精子的遗传物质上留下深深的“印痕”,这种基因标记会在短时间内将新特性传递给接下来的一代。
  根据本内的研究,那些赶上丰年的男孩子们,不论他们是正常饮食,还是暴饮暴食,其儿孙辈的寿命却意外变短了。和经历荒年的男孩后代相比,平均寿命要减少6年之多。
  
  基因是“硬件”,外基因是“软件”
  
  本内和同事历经20载春秋,催生了一门新的学科――实验胚胎学。它的研究核心就是基因活性的变化,在不改变遗传密码的前提下,这种变化是如何被成功“植入”子女一代的。
  他们认为,基因表达模式受到一种名叫“外基因”的细胞物质的控制。所谓的“外基因”,位置排在基因之外,因而其英文对等字是在“基因”GENETIC加上了表示“在……之上”的前缀EPI。正是这些外基因的“标记”,发出指令,控制着我们的基因开关。外部刺激就是通过外基因标记(EPIGENETIC MARKS)作用于基因,因此环境等后天因素,比如饮食、压力、孕期营养等,就会对子女一代产生影响。
  实验胚胎学传递出的信息,让人喜忧参半。忧的是,吸烟,暴饮暴食等坏习惯会改变DNA的外基因标记,使得肥胖基因占据主导地位。以前大家都知道抽烟或者肥胖无法让人长寿,而现在人们却突然发现,这些不良习惯甚至会波及子女,增加他们的患病率和早逝风险。即使宝宝尚未出生,也已经被“命中注定”了。
  喜的是,外基因一经“出世”,科学家就开始尝试控制外基因标记,开发一种能抑制坏基因、激活好基因的药物。对于进行中的外基因研究,最理想的成果就是只要轻触“生化按钮”,就能赋予基因一双慧眼,自行抵抗疾病的入侵。到那时,什么癌症、精神分裂症、孤独症、老年痴呆症、糖尿病等疑难杂症,统统靠边站――让坏基因去冬眠吧!
  打个比方吧,如果基因是硬件,那么外基因就是软件。只要用户愿意,完全可以在苹果机上安装WINDOWS。尽管“心”还是原来的芯,但由于选择了不同的软件,操作模式也就变得两样了。
  
  环境因素沿父系一代遗传
  
  为了揭示个人基因类型和环境压力相结合后,对健康和发育的影响,本内等科学家做了进一步的研究。在14024名接受研究的父亲中,有166名承认他们11岁之前,即青春发育期前,就开始吸烟了。男孩在青春期以前,由于体内还无法形成精子,雄性基因遗传就没有显现(女孩则不同,她们的卵子与生俱来)。于是男性青春期前后就成了外基因改变的重要阶段――如果环境想在Y染色体的基因组留下外基因标记,还有什么比精子初次形成时候更好的时机呢?
  他们仔细研究了166名“老烟民”儿子的资料,发现他们9岁前的体重指数要明显高于其他同龄孩子。这也意味着他们成年后,肥胖和其他健康问题的风险要高于其他人,相应的寿命也非常有可能被缩短了。他们的命运和奥佛卡利克斯地区“暴饮暴食族”的后代何其相似!
  这些发育敏感期和性别特性方面的数据印证了他们的假想,即祖先环境因素会以某种方式沿父系一代遗传。换句话说,即使你在10岁那年曾做过的蠢事,都有可能改变外基因。如果从那时起就开始吸烟,你不仅犯了一个医学错误,更要命的是,还会殃及你的子女。
  
  “外基因”可改变“先天命定”
  
  实验胚胎学听起来博大精深,它的原理却很简单。达尔文告诉我们基因进化需历经数代,而研究人员发现只要增加一组甲基,就能改变外基因。甲基是有机化学的基本单位,甲基附加到基因上某个特殊点的过程,称为DNA甲基化。DNA甲基化具有改变生物物理特性的重要功能。如果基因是人的“先天命定”,那么,“外基因”则可以改变这种“先天命定”。
  但是我们要牢记外基因不是进化。它不会改变DNA结构。外基因改变是人类基因在受到环境压力后所做出的生物应急反应,这种反应经外基因标记,能延续很多代。一旦环境压力等后天因素被消除后,外基因标记将逐步消减,而DNA密码历经时间变迁后,又重新回到原来的轨道,也就回到了问题的原点:只有经过自然选择,基因才会发生质的改变。
  
  外基因能量不容小觑
  
  虽然外基因不能实现永久遗传,但其能量却不容小觑。即使如记忆那般复杂的生理心理过程,通过外基因,也会出现“青出于蓝而胜于蓝”的进步。鼠类实验证明,借助外基因干预,一群患有基因型记忆障碍的小老鼠,其记忆力得到了显著增强。至于它们的后代,即使没有受到任何这方面的干预,记忆力也显著增强了。
  这就很好地解释了为什么科学家对外基因如此情有独钟。实验胚胎学就像一名称职的引座员,“先天与后天之争”因为外基因而显得苍白无力。外基因或许是遗传学自发现基因后,另一项最重要的发现。
  (摘自《深圳特区报》)

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