(聲明:刊用中國《新聞周刊》稿件務(wù)經(jīng)書(shū)面授權)
盡管黑猩猩基因組圖譜與人類(lèi)的相差只有4%,但人類(lèi)并不能由此回答自己何以為人。
如果說(shuō),人類(lèi)基因組圖譜是包含人體生命一切奧秘的天書(shū)的話(huà),那么,我們周?chē)f(wàn)萬(wàn)種其他生物的基因圖譜都可以被看作是用來(lái)解讀這本天書(shū)的參考書(shū)目。而在這些“參考書(shū)”中,我們的近親——靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物的基因圖譜顯然又是最具參考價(jià)值的。
9月1日和2日,兩本權威的科學(xué)類(lèi)雜志——英國的《自然》和美國的《科學(xué)》分別刊出了同一主題的兩組文章。全世界20多個(gè)科研機構的67名科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了黑猩猩基因組序列草圖,以及它與人類(lèi)基因組作比較得到的部分初步結果。在《科學(xué)》雜志上,幾個(gè)參與研究的科學(xué)家對這一事件發(fā)表了評論。
“我們最近的親戚——黑猩猩基因組序列草圖的發(fā)表,代表了一個(gè)意義深遠的科學(xué)里程碑!迸=虼髮W(xué)威爾康信托人類(lèi)遺傳研究中心的西蒙·費希爾(Simon Fisher)博士說(shuō),“……因為它為科學(xué)家研究‘人類(lèi)為什么是人類(lèi)’這一問(wèn)題,提供了至關(guān)重要的新資源!
黑猩猩“排行”老四
當“人類(lèi)基因組計劃”于1991年全面展開(kāi),這一計劃的籌劃者十分明智地把對其他物種的基因組序列的研究納入到這個(gè)宏偉的研究工程當中。那時(shí),設想的惟一非人類(lèi)哺乳動(dòng)物基因組是試驗用小鼠的基因組。
盡管小鼠基因組研究在解讀人類(lèi)基因序列方面的相關(guān)作用是無(wú)疑的,但一些生物學(xué)家對于非人類(lèi)靈長(cháng)動(dòng)物基因組沒(méi)有包括在研究計劃之內感到很失望。人們已經(jīng)從黑猩猩與人類(lèi)DNA的比較中預測到兩者的基因組會(huì )有更多的相似。毫無(wú)疑問(wèn),要了解促成人類(lèi)之“獨一無(wú)二”地位的基因基礎,免不了要把人類(lèi)基因組和大型猿類(lèi)基因組做一個(gè)詳細的比較。
1997年,提出研究黑猩猩基因組必要性的文章正式發(fā)表了。
其后幾年,關(guān)于黑猩猩和其他大型猿類(lèi)(比如倭黑猩猩和大猩猩)的研究開(kāi)始增多,這些科學(xué)家主要基于三個(gè)目的:首先,了解基因組DNA對人類(lèi)和大型猿類(lèi)進(jìn)化的貢獻;其次,促進(jìn)我們對人類(lèi)和猿類(lèi)基因組不同層次(從分子到行為到疾病狀況)的理解;第三,協(xié)助保護我們人類(lèi)最近的“親戚”。
科學(xué)家用了超過(guò)10年的時(shí)間才繪制出人類(lèi)基因組序列草圖。隨著(zhù)技術(shù)的進(jìn)步,基因組測序的時(shí)間和費用都顯著(zhù)降低。2002年1月,美國人類(lèi)基因組研究所決定把黑猩猩列入最優(yōu)先資助的測序項目,測序工作隨之開(kāi)始。到2003年12月,科學(xué)家已經(jīng)完成了黑猩猩基因組草圖的測序工作。但隨后,科學(xué)家又用了一年半時(shí)間對黑猩猩基因組和人類(lèi)基因組進(jìn)行比較,因此,直到現在才將它正式公布。
在此期間,科學(xué)家于2002年和2004年分別正式公布了小鼠和大鼠的基因組草圖,黑猩猩成為了第四種被測定、公布其基因組數據的哺乳類(lèi)動(dòng)物。
“4%的差別”并不小
在眾多科學(xué)家的共同努力下,我們現在得到了常規黑猩猩基因組的序列草圖以及它與人類(lèi)基因組的具體比較。這個(gè)成果包括比較基因組異同而得到的延伸信息,幫助回答在基因組和人類(lèi)進(jìn)化機制研究中的幾個(gè)重要問(wèn)題。
研究顯示,黑猩猩和人類(lèi)共享著(zhù)近99%的功能性基因;如果把DNA序列的“插入”和“刪除”(即一段DNA被插入了一個(gè)物種的基因組,或者一段DNA整個(gè)地從基因組中刪掉)考慮在內,兩者的相似性則變成了96%;人類(lèi)與黑猩猩有29%的共同基因編碼生成同樣的蛋白質(zhì)?茖W(xué)家在論文中說(shuō),人類(lèi)與黑猩猩在600萬(wàn)年前由共同祖先分別進(jìn)化后,其蛋白質(zhì)體系只經(jīng)歷過(guò)一次主要變化,兩者之間的差異只相當于兩個(gè)不同人之間基因組差異的10倍。
人類(lèi)與黑猩猩基因組只存在“1%”或“4%”的差異成了大眾感興趣的話(huà)題。但實(shí)際上,“4%的差異”并非如我們所想象的那么小。
“研究表明,人類(lèi)和黑猩猩的基因組中含有大約30億個(gè)堿基對,總共有大約3500萬(wàn)個(gè)堿基對存在差異(即1%的功能性基因存在差異)。而人與人之間大約有300萬(wàn)個(gè)存在差異!1%’已經(jīng)不算小,要看絕對數量,3500萬(wàn)個(gè)已經(jīng)很多了!比祟(lèi)基因組計劃參與者之一、來(lái)自北京人類(lèi)基因組研究所的于軍研究員告訴本刊記者。
在《科學(xué)》上發(fā)表評論的研究者、加州大學(xué)圣地亞哥分校醫學(xué)和細胞/分子醫學(xué)教授阿及特·瓦奇(Ajit Varki)也對本刊表示了同樣的看法!叭伺c黑猩猩在基因上的差異決不能說(shuō)是很小! 他強調說(shuō)。實(shí)際上,老鼠與人類(lèi)的基因組相似比例也達到了80%以上。
我們何以為人?
“作為一些原始材料,黑猩猩基因組序列草圖的完成將幫助科學(xué)家勾勒出‘我們何以為人’的原因!倍砗ザ碇菘死蛱m市凱斯西保留地大學(xué)的遺傳學(xué)家馬克·阿丹姆斯(Mark Adams)的這句評論很快成為大眾津津樂(lè )道的話(huà)題。多年來(lái),人們都一直嘗試從哲學(xué)和科學(xué)兩方面來(lái)尋找這樣一個(gè)吸引人的基礎性問(wèn)題的答案。
我們真地可以通過(guò)DNA研究來(lái)回答“我們何以為人”嗎? “否!” 阿及特·瓦奇回答得很堅決:迄今對于人類(lèi)和黑猩猩基因組的比較,尚不能回答諸如兩足行走、人的大腦、語(yǔ)言能力和抽象思維,以及人類(lèi)所擁有的其他獨特能力的遺傳基礎是什么。
這個(gè)回答可能很令人失望,但它卻是事實(shí)!拔覀儸F在只知道人類(lèi)和黑猩猩的最大差別在于腦(人類(lèi)的腦容量遠遠多于黑猩猩),其他還有很多差別,但我們對其他差別還不太清楚?茖W(xué)家期望能夠在基因上找到答案。但這絕不是找到一兩個(gè)基因就能解決的問(wèn)題!庇谲姼嬖V本刊記者,即使是尋找從黑猩猩進(jìn)化到人類(lèi)的軌跡,我們通過(guò)比較黑猩猩和人類(lèi)的基因組也只能知道一個(gè)概況,因為我們永遠缺少一個(gè)中間環(huán)節——類(lèi)人猿的基因組。
于軍認為,新聞報道中過(guò)多地夸大了這一新聞事件對于認識人類(lèi)本身的作用!昂谛尚苫蚪M的繪制完成,最重要的是跟人的基因組進(jìn)行對比,以后服務(wù)于人類(lèi)的醫療和健康——從黑猩猩身上,可以看到哪些是我們祖先就有的基因,我們就知道,哪些基因的變化或不同是一直都有的,哪些是人類(lèi)特有的,哪些可能會(huì )與疾病有關(guān),哪些其實(shí)不會(huì )對我們的健康構成威脅!
【來(lái)源:中國新聞周刊;作者:方玄昌、陳竹】