英《新科学家》评选出2008年十大典型基因话题

据《新科学家》网报道，2008年，有关基因的话题数不胜数，很多公司利用有关基因的科研成果赚了不少钱。遗传学关于基因对人类的行为有着决定性作用的说法也越来越流行，我们不得不重新用一种新的视角来看待我们的生活。《新科学家》网站为我们评选出了2008年十大最典型基因话题。让我们来一一回顾。 1、测试自己的基因 预测自己的未来 “基因检测”，这个过去几乎不为人知的科学名词，最近频繁出现在媒体上。你只要付出大约1000美元，就可以到有关机构做一个关于自己的DNA分析，得到一份详细而准确的基因图谱。通过基因检测手段，可以反映人的健康趋势。但这样的结果会改变你的生活吗？或者只是为了从中寻找乐趣。 早在2002年前，花费30亿美元的人类基因组计划完成。一些生物学家开始谈论个人基因序列，声称任何人只要花费1000美元，就可得到你自己整个基因组序列图谱。基因测试变得越来越便宜和快速，在目前的技术条件下，只有十分之一的人类基因序列无法测出来。 然而，个人基因组的测试已经吸引了我们。三家公司向公众推出昂贵的基因读取测试套餐。首先是去年11月份，谷歌支持“23和我”公司提供的个人基因测试服务，你只要将唾液样本寄送至指定地点，就可对身体90多种特征和状况进行罹患疾病几率的评估，获取过去只有高级研究员才有机会接触的遗传信息。从秃顶到失明，评估范围相当广泛。“23和我”可以为客户识别和解读60万个遗传标记 。紧随其后的是冰岛公司的“deCodeMe”，两家公司都要价1000美元。今年4月，硅谷的Navigenics公司推出了一个标价为2500美元和年费为250美元的套餐。这样，你可向基因指导顾问咨询，公司也会把你的基因分析结果保留起来，并随着技术的提高做进一步的分析。 目前最大的挑战不是读取基因信息，而是解释它们。到目前为止，我们没有更好的办法。据说通过基因检测反映人的基因体质状况，根据体质状况指导被测者调整生活方式，从而可以规避疾病的发生。基因虽然可预测我们未来会得什么病，但我们不能预测随着环境因素的改变会有什么变化。 科学网相关报道——新型基因组测序仪或将上市 15分钟完成测序；《自然》：新一代高速测序技术完成沃森基因组 2、择偶基因对交友起很大作用 网恋已经过时了，为什么一男一女在网上聊得来，见面后却因合不来而大失所望呢？因为从生物学的角度分析，两人的基因不合适。 科学家经过研究发现，人体内的一个基因对部分人类种群的择偶可能会产生一定影响。这个名为“主要组织相容性复合体”（MHC）的基因，在人体免疫功能方面发挥着重要作用。它能使人体及时发现进入体内的致病因子，并启动免疫系统进行防御。MHC基因还与部分人类种群的择偶之间存在一定关联。 加拿大的心理学家PhilippeRushton在对人类基因关系的研究中发现：人们在选择朋友或伴侣时会选择与自己志同道合的人，因为兴趣爱好相似才会合得来，关系才能长久，所谓物以类聚，人以群分。在调查中Rushton教授还发现，人们习惯于挑选与自己体味相似的人作为配偶，这说明人们在选择配偶时倾向于喜欢与自己遗传品质相同的人，即便他们也不确定这是否是遗传的。所以Rushton教授经过二十年的研究得出结论：人们在无意识中选择了与自己基因相似的人作为伴侣，在交友时本能(也就是基因)起了很大的作用，这正是人们在潜意识里要保护自己基因的一种方式。 当然科学家也表示，我们生活的社会体系异常复杂，气象万千。我们在交友和择偶时会考虑到很多因素，比如相貌、身份，地理位置等，尤其是择偶时还会考虑到双方的家庭状况，基因只起到三分之一的作用。但如果在情投意合的情况下，基因相似会让两人的关系更长久，更稳固。 科学网相关报道——《心理学》：择偶倾向与基因有关；基因可能影响部分人群择偶 3、基因中的政治取向 科学家发现你的政治地位是由你的基因决定的。纽约大学心理学者约翰·乔斯特最近对来自12个国家的2.2万多名参与者进行了研究，结果显示，人们的政治偏好和人的基因以及心理状态有关，在决定人的政治取向时，心理特征只起到一半的作用，另外一半的因素是基因。所以基因影响你支持哪一位总统候选人或选择收看哪一位主持人主持的娱乐节目。 2008年的美国，一场总统选举赛正如火如涂地进行着，是支持自由党还是保守党呢？别再浪费时间了，根据最新的说法，一个人的政治地位由他的基因决定，哪一位当选总统是命中注定了的。一位政治家说：“试图说服某人不要支持自由党就像说服某人不要有蓝色的眼睛一样。说服得了吗？” 近来支持这种说法的证据越显充分。多项调查研究显示，无论是一个人的宗教信仰还是同性恋倾向都含有遗传的成分。神经系统科学家说你是加入了自由党还是保守党都是由你的基因决定的。 一个人的政治取向部分由基因决定的说法引起了政治家的极大关注。在2005年，政治家阿尔福特（Alford）在某著名刊物上发表了一篇文章，提到他利用二十年的时间研究行为遗传学，收集了大量数据和事实。他曾对来自美国佛吉尼亚州的3万对双胞胎追踪采访，发现同卵双胞胎比异卵双胞胎更容易有相同的政治取向。比如，对于“是否应该征收财产税”这个问题，4/5的同卵双胞胎有相同的答案，而异卵双胞胎中只有2/3有相同的答案。因为同卵双胞胎的基因相同，异卵双胞胎只有一半基因相同，结果表明是否有相同答案是由他们的基因决定的。 一个个调查结果让人吃惊。进化是一个缓慢的过程，需要数百年不断的发展变化，为什么它赋予我们的基因如此大的影响力？加州大学伯克利分校的心理学家弗兰克·萨洛韦（Frank Sulloway）说：“某些基因塑造人格特质，决定你的政治见解。”还有人说这一结果将影响世界政治格局。 4、基因决定老鼠在进行雌雄交配时会长声尖叫 实验证明，是基因决定老鼠在进行雌雄交配时会快乐地长声尖叫。基因关系到动物头脑中化学物质的分泌和情感思维。我们每个人竟然和老鼠有99%相同的基因，所以老鼠也会像人一样，在心情好时情不自禁地发出呼声。 半个世纪以来，人们都知道一个事实，当一只雄老鼠见到一只雌老鼠时，会发射25至120千赫兹范围的超声波通讯。但没有人知道是基因控制了发声。加拿大多伦多大学的汪浩然教授和他的同事为了测试野生鼠和基因剔除小鼠的基因，分别做了很多实验。 研究人员使用刺激物，如尿、雌老鼠的气味和安非他命引诱雄老鼠出来，然后把雄老鼠的叫声记录下来，这时可听到雄老鼠的叫声婉转悦耳，像鸟在唱歌。雄老鼠在求爱时，叫声是由感而发，充满了喜悦之情。接下来的声音像在吹口哨又像在呼叫。当看到有很多雄鼠走近时，发声又变得更加啁啾样。 汪浩然的研究小组发现有些鼠类缺乏各种受体，如M2和M5型毒蕈碱受体，就无法表达感情，雄鼠也不会发声。雌老鼠在与雄老鼠交配时，每个雌老鼠的叫声都不同。但是当两只雌老鼠分开几小时又再次见面时，就会发出欢快的叫声，像雄老鼠在做爱时的叫声。汪浩然说：“雌雄在表达情感时极为不同，发出的气味也不同。” 科学网相关报道——首次发现测量动物情感方法 华裔科学家研究获历史性突破 5、冰冻16年老鼠克隆后“复活” 日本科学家将一只已经死亡并已经冷冻了16年的实验室小棕鼠身上提取出大脑细胞，成功克隆出一只老鼠，使它起死回生。这是世界上首例冷冻动物克隆实验。完成这一实验的是日本神户市（Kobe）发育生物学中心的科学家们。 克隆是英文“clone”一词的音译，是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组之后代的过程。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫克隆，这门生物技术叫克隆技术，其本身的含义是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。克隆可以是自然克隆，例如由无性生殖或是由于偶然的原因产生两个遗传上完全一样的个体（就像同卵双生一样）。但是我们通常所说的克隆是指通过有意识的设计来产生的完全一样的复制。 据悉，这只普通的雄鼠已死去16年，而它的尸体一直被储存在零下20摄氏度的冰箱里。科学家先从死鼠身上提取出一些脑细胞，并剥离出脑细胞内的核子，然后又对一只母鼠的卵子细胞进行处理，使它成为“空壳”，最后将死鼠脑细胞的核子注射到母鼠卵子中。几天后，再将这个克隆胚胎植入到一只代孕母鼠的子宫中，三个星期后，一只克隆小老鼠就健康地诞生了。研究人员表示，克隆鼠没有出现任何异常迹象，已经长成成年鼠。而且克隆老鼠都非常健康，它们和普通的雌鼠交配后，也都能正常繁育后代。 日本科学家认为，他们的克隆成果将使人类受益，例如他们将来有望利用同样的克隆技术，让一些已经灭绝的生物（包括猛犸象和剑齿虎）重新复活。这项实验成功还意味着人们可以使逝去的亲人复活，或是把自己身体一部分冷冻起来作为“复活”之用。 然而，这项克隆技术也引发了巨大科学伦理争议。批评者认为这项科技严重违反大自然生命延续的自然法则。同时，冷冻克隆技术也面临着道德伦理关的检验。生殖伦理专家约瑟芬·昆塔瓦莱称，类似研究让我们感到困扰，这意味着任何人为医学研究捐献的身体组织都有可能被拿来做克隆研究。而无论科学家做什么研究，最重要的是首先要取得捐献者的同意。 科学网相关报道——日本科学家成功克隆冷冻16年老鼠 6、美科学家培育出首个转基因人类胚胎引发争议 美国康奈尔大学一个研究小组成功培育出世界上第一个转基因（GM）人类胚胎，用于研究细胞和疾病的早期发展状况。但引发国际社会广泛争议，胚胎在存活5天后被销毁。 英国人类生育及胚胎繁殖管理局(HFEA)警告称，这种颇具争议的实验势必引发严重的道德和公共利益问题。事实上，几天后，英国议员就是否应通过准许科学家在英国使用类似技术的法律展开了讨论。 改变胚胎的影响是属于永久性的。添加到胚胎或生殖细胞的基因将会影响到人体中所有细胞，同时还将世代遗传。这项技术有可能被应用于矫正引起囊性纤维变性、血友病和癌症等疾病的基因。从理论上讲，任何已得到鉴别的基因都可以添加到胚胎上。但是，伦理学家警告称，转基因胚胎可导致像身高、智商和发色等理想特征的基因的增加。 据悉，康奈尔大学尼基卡·扎尼诺维奇（Nikica Zaninovic）领导的研究小组采用病毒将一种叫做“绿色荧光蛋白”的基因添加到体外授精留下的一个胚胎中。他们曾经于去年在美国生殖医学会会议上公布过这一研究结果，只是在英国人类生育及胚胎繁殖管理局在评审相关技术时强调了这项研究工作，研究的细节才被披露。扎尼诺维奇称，为确保已经插入的新基因能够完成胚胎的基因转变，在理想情况下，科学家还须继续培育胚胎，从事深入的进一步实验。但是，康奈尔大学的研究团队并不具备对胚胎进行深入研究的许可。有科学家强调，转基因胚胎也许能被用于研究疾病发展的情况。并且，转基因胚胎可能在培育干细胞方面效率更高。 但是，英国人类生育及胚胎繁殖管理局科学和临床推进组织认为，转基因人类胚胎会带来严重的伦理和公共利益问题。专家警告称，这是朝向导致“设计婴儿”和新优生学噩梦方面迈出的第一步。 科学网相关报道——美国科学家成功培育出首个转基因人类胚胎 7、耶鲁大学发现抗癌微型RNA 耶鲁大学的研究人员证实，他们确定出了肺癌中一种基因受调节的新方式。肺癌是一种常见的肺部恶性肿瘤，其死亡率已占癌症死亡率之首。绝大多数肺癌起源于支气管粘膜上皮，近年来，随着吸烟和各种环境因素的影响，世界各国特别是工业发达国家，肺癌的发病率和病死率均迅速上升，死于癌病的男性病人中肺癌已居首位，这项研究为肺癌或其它癌症的诊断和治疗提供了新的可能。 据悉，癌基因Ras在大约20%的癌症中因突变而发生了表达或活化。耶鲁大学癌症中心的史拉克（Slack）领导的研究组确认一个与肺癌有关的染色体区域上的一种天然且独立转录的称为let—7的微型RNA（microRNA），是癌基因Ras表达的一种调节因子。植物跟动物的DNA都含有编码微型RNA的序列，这种RNA是发育的重要调节因子，而let—7微型RNA通过与癌基因Ras信息结合来调节Ras并可能抑制Ras蛋白的复制。MicroRNA不能将突变的微型RNA变回正常，但它却能充当一个“刹车”的作用。 先前，史拉克发现线虫需要let—7 RNA进行正常的发育，缺少这种物质，细胞就不能停止分裂并且无法分化成正常的蠕虫结构。在了解let—7是一种细胞分裂调节因子之后，史拉克的研究组通过生物信息学方法发现了它与let—7的关系。人类的let—7与线虫的相对序列相同，并且与Ras结合的位点和通路也高度一致。与正常的毗邻组织相比，肺癌组织的let—7减少了，而Ras则增加了。 目前，肺癌患者五年存活率不到15%。而基于let—7的基因治疗可能成为缓解这种癌症的一种可行的方法。这项研究发现了有关一种与癌症密切相关的基因调节的新方面。接下来，这个研究组的研究人员还将继续对肿瘤发展的原因展开进一步研究。 科学网相关报道——miRNA可抑制肿瘤细胞生长 8、美科研人员发现可窃取植物基因的海蜗牛 吃掉植物，窃取其基因后就得具备光合作用，这简直就是太阳能发电的最终形式。不过一种叫Elysia chlorotica的海底蜗牛做到了这一点。美国科研人员捕捉到了这一种极不寻常的生物：它以海藻为食并将海藻色素吸收到自身细胞中。更令人惊讶的是，窃取海藻基因后的这种蜗牛不仅能借此进行很好的伪装，还能像植物一样进行光合作用以获取自身能量。 这种海蜗牛身体呈凝胶叶形状，生活在美国沿大西洋海岸。美国缅因州大学的蜗牛研究人员发现，这种海蜗牛在生命初期以海藻为食，但它却并不完全消化海藻，而是将其中的绿色素吸收到自己的细胞内。随着它们吃的海藻量增多，颜色也就变得更加绿。 让研究人员感到惊奇的是，这种蜗牛不仅能借用其绿色进行伪装，甚至还能从一种活性生命状态过渡到另一种大体上的植物状态。研究人员发现，它们进食海藻变绿后，就能在没有任何食物的情况下生存达数月之久。它们只靠水和自身体内绿色素通过光合作用制造的能量就能够生存。 以詹姆斯·曼哈特为首的科研人员在美国《国家科学院院刊》（PNAS）上撰文描述了这种海蜗牛。曼哈特称，它们的生长需要海藻，没有海藻它们将无法活下来。不过，一旦它们窃取到充足的绿色素后就会立即变成一种带有太阳能动力装置的动物。科学家相信，在遥远的将来，这种蜗牛甚至有可能将绿色素遗传给它们的后代。届时，它们就不需要在生命的初始阶段进食海藻了，而且将成为第一种直接通过光合作用获取能量的动物。 科学网相关报道——特殊海蜗牛能进行光合作用；海蜗牛为何能进行光合作用 详解PNAS论文 9、美国科学家确认出一种新抑癌基因 美国弗吉尼亚联邦大学科学家确认了一种名为SARI的新抑癌基因，它能够参与并抑制一种关键蛋白质，而这种蛋白质在90%的人类癌症中都过度表达。这一发现有望帮助科学家开发出有效的癌症基因疗法。相关研究论文发表在美国《国家科学院院刊》（PNAS）上。 科学家用一种Fisher实验室开发的、称为差减杂交(Subtraction hybridization)的技术发现了这种新抑癌基因SARI。它通过干扰癌细胞分子的作用，能够抑制肿瘤的生长和存活。当研究人员将SARI递送到癌症细胞时，癌细胞会停止分裂后死亡。由于90%的癌症种类都基于相同的机制来存活和生长，因此，SARI有望成为多种癌症的有效疗法。 该项目首席研究员弗吉尼亚联邦大学教授保罗·费舍尔（Paul B. Fisher）称，这一新发现的基因揭示出了一种先前未认识到的分子通路，而这种通路与干扰素INF抗肿瘤作用有关。费舍尔表示，干扰素（IFN）是强大的免疫调制剂，能有助于对癌症的免疫应答，而且它是新血管形成有效的抑制剂。在原发和转移癌症的发展过程中，血管形成都是必须的。他说：“我们揭示了干扰素引发抑癌活动的新手段。新抑癌基因SARI的发现也提供了一种全新的潜在的反应物，能够选择性地杀死肿瘤细胞。” 研究小组正致力于改进方法，以更有效地标靶SARI的递送。费舍尔称，这些研究对于探究这一基因的癌症选择性杀伤活性并增强它的治疗性应用非常重要。 科学网相关报道——PNAS：美科学家确定一种新抑癌基因 10、地下金矿新细菌的DNA可作为外星生命存在的依据 科学家在南非地下金矿深处发现一种被称为“大胆旅行者”(the bold traveller) 新物种细菌，新细菌不同于其它生物体，它们具有生活在完全隔离环境的能力，它们不会处理氧气，这意味着它不能长期地暴露在纯净氧气环境中。它们在地下所生活的水环境至少有300万年未接触过阳光，该细菌是一种非常古老的生物体。分析这种新细菌的DNA，可作为外星生命存在的依据。 新细菌发现于南非姆波内格(Mponeng)金矿地下2.8公里充满液体的裂沟，这种与世隔绝极端恶劣的生存环境，温度可达60摄氏度，而且没有光线和氧气。美国加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室迪伦·奇维安(Dylan Chivian)研究时发现，地下2.8公里金矿的液体环境中竟然存在生物基因迹象，通过鉴定发现有机生物体生活在这种环境。先前科学家期望能够发现多样性物种，但是他们最后发现99%的DNA属于同一种细菌，这显然是一种新生物，剩下的1%DNA是受金矿和实验室污染所导致的。 美国宇航局天体生物学协会主管卡尔·皮尔彻(Carl Pilcher)称，事实上，这个细菌群落仅有一种细菌存在，这构成该微生物系统的基础。皮尔彻虽然并未参与奇维安的DNA分析研究，但是他带领的研究小组在两年前最初发现微生物曾生存于这种特殊的地下裂沟中。 新细菌构成了单一而奇特的微生物种群。由单一种类构成的微生物种群几乎前所未闻，这样的生态系统意味着单一物种必须要在资源匮乏的环境中生存。事实上，地球上所有已知生态系统并不是直接获取太阳光能源，它们更多地是利用光合作用的产物。比如，深海通风孔位于海底极难获得太阳光的照射，通风孔内的生态系统便会充分使用海水中分解的氧气，而这些氧气是由水面进行光合作用的浮游生物生成的。奇维安的研究分析证实这种奇特细菌能从周围岩石中衰减铀中获得能量，它体内的碳元素来自于可溶解性二氧化碳，而氮元素来自于周围的岩石物质。我们都知道，碳和氮是构成生命的基本元素，同时可用于构建蛋白质和氨基酸。这种细菌体内具备生物体必需的所有氨基酸。它们还具备自我保护能力，通过形成孢子内壁(ndospores)避免受到周围环境污染，孢子内壁是很坚硬的外壳，可以保护其DNA和RNA免受失水，免受有毒化学物侵袭，从而避免死亡。 新细菌可生存于火星或土卫二。奇维安说：“我们的一个疑问是其它行星什么时期具备可以支持生命体存在的条件，这种细菌无须太阳光照射是否能够独立生存于其它行星。通过研究，我们得到的答案是肯定的，该研究即是最强有力的证据。我们惊喜地发现单一基因组也可以具备生命体所必需的任何元素。”他表示，这种细菌很可能能够幸存于火星或者土卫二。这种细菌的一些基因特征表现出从一种相关物种遗传获得，而其它的基因特征则来自于古生菌(archaea)，这是一种与细菌进化明显不同的生物体。当它穿越岩石裂沟进入岩石过程中时，这种细菌可能逐渐完成进化，它们通过平行基因转移而获得古生菌的基因特征。 科学网相关报道——地下金矿发现新细菌 或能在火星生存