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基因能否决定我们的命运(图文)

    1992年,辛西亚生下了她和迪克逊的第一个孩子,孩子的皮肤是白色的,而辛西亚和迪克逊都是黑人,面对人们的纷纷议论,辛西亚和迪克逊很烦恼……

  1954年,美国14个州种植的大豆暴发孢囊线虫病,急需能够抵抗孢囊线虫病的抗病基因,最终来自中国的“北京小黑豆”使美国大豆业逃过此劫……

  

  都是基因惹的祸

  凯瑟林.林尼特的双手天生畸形,不仅如此,家里从没有两个人的手指完全一样。

  在凯瑟林小的时候,她的祖母一直告诉她,他们的手指长得比正常人短是因为一个开始于500年前的咒语,凯瑟林的这种情况叫短指症,这种畸形指在家庭里各代之间时隐时现。

  辛西亚和凯瑟林有着同样的困惑,1992年,辛西亚生下了她和迪克逊的第一个孩子,孩子的皮肤是白色的,而辛西亚和迪克逊都是黑人,面对人们的纷纷议论,辛西亚和迪克逊很烦恼。而他们的第二个孩子也是白皮肤,紧接着,辛西亚发现她又怀孕了。医生们怀疑这是一种遗传现象,并告诉他们如果生的是女孩,就不会这样了,但第三个孩子的出生证明他们说错了,这个女孩也是白色皮肤。今天,在人类历史上第一次我们能够看到孩子的遗传前景,这得感谢詹姆斯.沃森和弗朗西斯.克里克在1953年的发现。他们确定的DNA分子的双螺旋结构,是20世纪生物学中最伟大的发现。它彻底改变了我们对遗传学的认识。

  在有某种畸形的家族中,每一个成员的基因密码都有一个拼写错误。在凯瑟琳的基因密码里,第9号染色体上的字母“C”变成了字母“A”,这只是一个很小的错误,其影响却是巨大的,它足以破坏一只人手的构造。

  辛西亚和迪克逊的DNA中通常用于制造被称为黑色素的蛋白质基因发生了拼写错误,他们的孩子遗传了有缺陷的基因而不能制造黑色素,医学术语称之为白化病。但是如果辛西亚和迪克逊带有有缺陷的基因,为什么他们不是白皮肤呢?测试表明,他们两人都带有色素基因变异,没得白化病是因为他们只有一个改变的副本,而其他的色素基因副本是正常的。尽管从外表看起来我们与其他动物不同,但基因的差别其实很小。人类复杂性的关键不仅在于我们拥有的基因数量,而是我们的基因何时、何地及用何种复杂的方式进行表达。每个运转中的系统都有一个结构层次,我们的身体也不例外。我们的DNA中潜藏着看起来没有任何功能的基因,但它们却占据着比身体其他基因都更加重要的地位———它们就是控制基因,在我们人类所携带的基因中是最重要的。就像其他基因一样,我们的控制基因也会发生故障,一旦发生故障,结果可能令人相当震惊。

  1993年,凯瑟琳和拉尔夫生下了他们的第一个孩子———鲁克。22个月以后,他们有了第二个孩子,马克。许多孩子出生时全身覆满纤细的胎毛,几星期后就脱落了。但在马克身上,毛发没有消失。而且它们还在不断地生长,直到覆盖了他整个身体,包括他的脸。他的父亲拉尔夫出生时也有过多的毛发,但他的情况不像马克那么严重。

  解铃还须系铃人

  1954年,美国14个州种植的大豆爆发孢囊线虫病,急需能够抵抗孢囊线虫病的抗病基因,最终来自中国的“北京小黑豆”使美国大豆业逃过此劫。

  像“北京小黑豆”这样的救星有33.2万份沉睡在中国国家种质库,当时,为什么会有人想到要保留这些早已不再播种的农作物种子?这里还有一段鲜为人知的故事。

  大面积种植单一品种,是全球农业的一个普遍选择。杂交技术使新品种不断出现,农作物的产量越来越高,但是物种却越来越单一,在这种技术进步的背后隐藏着的巨大危机。

  1954年,美国14个州种植的大豆爆发孢囊线虫病,美国大豆生产顿时陷入灭顶之灾,经济损失高达数亿美元。这场灾害的起因是当时美国种植的大豆品种是一种高产大豆杂交的后代,而这个新品种却遗传了孢囊线虫病基因。

  这时,唯一的救星就是同一物种里蕴藏的抗病基因,正所谓“解铃还需系铃人”。

  美国农业部从全世界的大豆资源中寻找能够抵抗孢囊线虫病的抗病基因,最终来自中国的“北京小黑豆”成了救星,美国农业部将“北京小黑豆”携带的抗病基因转育到当地栽培的大豆中,育成新的高产抗病品种,美国大豆业就此逃过一劫。

  虽然北京小黑豆是中国特有的农家品种,但由于它的产量低,早已在中国的土地上消失了,幸好人们现在还能在中国国家种质库中找到它。中国国家种质库是世界上保存农作物物种数量最多的地方,像北京小黑豆这样的救星有33.2万份沉睡在这里。这些种质资源就是基因的载体,而这些基因是千百万年来经过自然选择和人工选择下来的,一旦丢了,目前用任何技术也没办法再创造。1951年,科学家们培育出中国第一个小麦高产品种“碧玛1号”。从那一天起,高产优质的杂交品种迅速在中国的土地上广泛种植。农民的地里种上了新品种,随之而来的是,大量的农家品种因此被淘汰。

  1952年,中国农业部下令,要求全国各地的农科所以县为单位收集所有的地方农作物品种和野生农作物资源。这项命令的颁布多少有些神奇,因为即使是当时的决策者也不清楚这些物种的收集会怎样拯救这个世界。为什么要颁布这项命令,今天的人们已经无从可考了,但它的重大意义却是无论怎样评价都毫不过分。

  一场拯救农作物基因的行动就这样在中国开始了。到1958年,全国收集到的地方农作物种子达20万份,野生农作物资源达2万份。正是这次行动,使当时中国所有的农作物基因得以保存。

  1986年,中国第一个现代化的国家种质库在北京中国农业科学院落成,冷库是种质库的核心,在摄氏零下18度下,种子的寿命从过去的3年延长到50年。这对于人类来说是一次飞跃。

  找被淘汰种子的工作从未间断,在中国国家种质库里,被人们找回的农作物种类有水稻、杂粮、蔬菜、棉花等210种,其中仅水稻的种子就有7万余份,蔬菜种子达4万份。中国稀有野生资源近3万份。这些古老的种质资源目前已为中国培育出的农作物新品种多达5000多个。

  当今世界生物工程技术的竞争核心就是基因的争夺。一个基因有时可能决定一个国家的兴衰,因此,中国国家种质库的安全因而就具有极高的战略意义,1993年中国在青海建立了国家种质库的复份库。中国国家种质库还建立了基因实验室,目的是查清每粒种子包含的基因以及基因的排序。

  今天,人类终于找回了这些失落的基因,并最终找到了长久保存基因的办法。这些古老的物种为人类今后的生存和发展提供了可能,同时,它们也是人类抵御植物灾难的最后屏障。

  透过基因看未来

  基因是一本描述每个人将如何发展的信息手册,随着这些基因里包含的信息被破译,人们可以在一定程度上通过基因预测人可能具有的特征。基因与体质在巴辛伯恩军训总部,马上就要开始一项实验。蒙哥马利试图通过检查新兵们的基因,来预测哪些新兵具备经受严酷的军事训练的忍耐力,或许还能预测哪些新兵的寿命会更长。等到为期10周的训练结束后,再把全班的运动成绩与他们的基因相对照。

  17岁的伊恩.麦克德默特是测试参与者之一,他的耐力不是很好,伊恩显然来自一个不善长跑的家族。他的父亲特里.麦克德默特说自己他的一生中从未跑过超过200米的距离。

  训练进入第五周,伊恩显然不是长跑的料儿,大约两英里到两英里半时,他已感觉非常痛苦。

  基因搜寻者休.蒙哥马利相信,拖伊恩后腿的东西可能位于他的DNA深处:在第17号染色体上,那就是所谓的ACE基因。它有两种形式:一种形式使得细胞瘦小,从而允许这些细胞使用较少的氧气即可做更多的功,这好像是造成他们耐力好的基础。另一种形式好像与力量的关联性特别大。这使得肌肉细胞长得更大、更厚,因此强壮很多。

  虽然强壮是件好事,但休.蒙哥马利发现,有耐力型基因的人可能更长寿。这是因为他们在跑步时细胞更能忍受缺氧,在遇到危及生命的情境时也能对付缺氧环境,比如在心脏病发作期间血液供应暂时中断的时候。基因与个性

  对所谓个性基因的研究仍然是最有争议的科学领域之一。个性基因研究的领头人迪恩.哈默斯宣称他发现了一个可能刺激冒险欲望的基因。他深信,DNA能区分满足于当旁观者的人或热衷于亲自参与的人。

  艾德里安一生都在从事那些我们大多数人敬而远之的活动,比如跳下悬崖,在尽量长的时间内不打开降落伞,哈默斯教授的研究小组将像艾德里安这样的刺激寻求者的基因与不太喜欢冒险的人的基因相比较。他们发现这两组人的主要差别是一个隐藏在第17号染色体上的基因,这个基因的名称是D4DR。这种基因有长短两种形式,带长基因的人似乎更具冒险精神,这个特定基因的关键作用在于一种被称为多巴胺的脑化学物。多巴胺是脑子的快感化学物,是它使人的脑子感觉良好。多数人的脑子对多巴胺非常敏感,哪怕是向悬崖边走去都足以让他们兴奋。可是带长形基因的人,他们的脑子似乎对多巴胺更有抵抗力,他们需要多走一步才能得到快感。无需锻炼成就超强肌肉的基因

  基因可以帮助我们更好地发现一个人的潜能或者他的性格倾向。

  位于肯尼亚偏远地区一个叫做卡伦金乡村的地方以拥有世界上最集中的体育运动天才而骄傲。世界上前20名长跑运动员中的12位都是卡伦金人。

  大多数肯尼亚人都生活在与卡伦金相同的环境中,但并没有相同的赛跑天才。不过卡伦金的生活方式有一种与其他肯尼亚人不同,这些男人的祖先因为抢牛而声名狼藉。卡伦金的抢牛风俗意味着一小群卡伦金男人得跨越很远的距离从其他部落偷牛,那些以这样的抢劫而闻名的人,通常会受邀参加更频繁、更多的抢劫,挣得的牛就越多就能买越多的新娘,因此,最擅长抢牛的那个家伙就拥有更多的子孙。而他们在抢牛方面的天赋,就会传给他们的孩子。要成为一个出色的抢牛人需要什么呢?就是速度和耐力。

  虽然约翰.曼纳尔斯的理论是颇有争议的,但是研究人员已经了发现无需锻炼就能造就出超强肌肉的基因,研究人员使用了带有生长因素DNA的工程基因,把它注射到老鼠体内后,两星期内,老鼠的肌肉量增加了25%,科学家们希望不久就能用它来帮助患有肌肉虚损疾病的人们。(鲁岩车爱琳)(中央电视台《走进科学》供稿)

  

  

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