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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(zhù)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(cháng)相、生理機能和性格都是獨特的，這是怎么回事呢？

　　最明顯的理由是基因。人類(lèi)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，因為基因復制過(guò)程總會(huì )出錯，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(huà)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)驗數據來(lái)回答。拿人來(lái)做實(shí)驗顯然不現實(shí)，事實(shí)上，任何多細胞生物都太過(guò)復雜，必須先從單個(gè)細胞開(kāi)始研究。不過(guò)，和大多數人的直覺(jué)正相反，單個(gè)細胞是最不容易研究的�？v觀(guān)科學(xué)發(fā)展史，你會(huì )發(fā)現基于單個(gè)細胞的研究一直是生物學(xué)領(lǐng)域的軟肋，因為細胞太小了，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，得出的結果再除以細胞總數，就是單個(gè)細胞的個(gè)性。顯然，這樣做的基礎在于假定克隆細胞的基因都是一樣的，它們的個(gè)性也都是相同的。

　　不久前，上述假設遇到了強有力的挑戰。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)一臺高速熒光定量檢測儀，就可以準確地測量出每一個(gè)細胞內部的特定mRNA以及特定蛋白質(zhì)在那一瞬間的準確含量。

　　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。第一步是按照設計圖紙(DNA)的規定成立相應的施工隊(mRNA)；第二步是施工隊在車(chē)間里生產(chǎn)出特定的蛋白質(zhì)。以前的理論認為，一旦設計圖紙定好了，那么在特定的內部和外部環(huán)境下，細胞內的施工隊數量也就確定了，而一旦施工隊數量定了，蛋白質(zhì)的數量也就跟著(zhù)定下了。

　　為了檢驗這個(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的1 /4)，對它們的mRNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行定量研究。結果發(fā)現，單個(gè)細胞內其個(gè)蛋白質(zhì)的總數在0.1至10000之間浮動(dòng)，相應的mRNA的數量在0.05至5之間浮動(dòng)。也就是說(shuō)，單個(gè)細胞內蛋白質(zhì)和mRNA的數量存在巨大的差異，有的細胞內連一份拷貝都找不到，有的細胞內卻能找到成千上萬(wàn)個(gè)拷貝。

　　事實(shí)上，科學(xué)家們早已知道細胞內的蛋白質(zhì)數量存在差異，但這個(gè)實(shí)驗第一次用如此精確的方法測量了種類(lèi)如此多的mRNA和蛋白質(zhì)，得出的結論也著(zhù)實(shí)讓科學(xué)家們吃一驚。要知道，這些細胞都來(lái)自同一個(gè)克隆，基因完全一樣，所處環(huán)境也沒(méi)有任何區別，為什么它們體內的mRNA和蛋白質(zhì)數量竟然存在如此巨大的差異呢？

　　謝曉亮博士認為，這里面不存在什么奇怪的機理，答案只有一個(gè)，那就是“隨機”。在他看來(lái)，一個(gè)細胞內的蛋白質(zhì)圖紙(基因)通常只有1～2張，負責成立施工隊的部門(mén)(轉錄調控因子)往往也只有少數幾個(gè)，兩者之間的合作存在極強的隨機性，某段時(shí)間內雙方很可能沒(méi)有碰上，于是mRNA的生產(chǎn)便停止了，蛋白質(zhì)也就跟著(zhù)停產(chǎn)了。

　　謝曉亮博士還預測，高等動(dòng)物細胞內的這種“隨機性”應該比大腸桿菌更高，因為高等動(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)驗還得出一個(gè)有些奇怪的結論，那就是大腸桿菌細胞內的mRNA拷貝數量和蛋白質(zhì)拷貝數量不成正比。這個(gè)結論似乎違反了分子生物學(xué)的一項基本原則，但是來(lái)自新澤西醫學(xué)院的桑杰•提亞吉(Sanjay Tyagi)博士認為，這個(gè)結果也很好解釋。在他看來(lái)，這是因為細菌mRNA壽命很短，通常只有幾分鐘，而蛋白質(zhì)的壽命很長(cháng)，通�？梢跃S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)在細胞分裂時(shí)被隨機地分給兩個(gè)子細胞，于是細胞內的蛋白質(zhì)很多都是來(lái)自母細胞，而不是來(lái)自自身的蛋白質(zhì)工廠(chǎng)。

　　不管怎樣，這個(gè)實(shí)驗清楚地告訴我們，兩個(gè)細胞即使基因完全一樣，也會(huì )因為“隨機性”原因而變得完全不同。一個(gè)人體內有成千上萬(wàn)個(gè)細胞，其結果更是千差萬(wàn)別了。

　　(摘自《三聯(lián)生活周刊》）