爱，还是一个基因问题？ | |||||||||
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| http://www.sina.com.cn 2006年05月24日11:31 新民周刊 | |||||||||
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可能那些花心的男人和忠心的男人也有基因差异，有些人的花心或许是因为相关基因的突变。 撰稿／徐天宏(美国贝勒医学院 助理研究员) “花心”也能治？
2050年某天。 我在基因诊所里面坐诊，前台的护士带进一个30多岁的少妇。她的脸色苍白而又憔悴，声音里带着哭腔，说她的老公有外遇，把家当作旅馆，从来不管孩子。这种家庭纠纷似乎更应该是街道居委会的事情，但因为这是2050年的某天，因为这是在基因时代，所以这种纠纷在严重的时候也成了医生的事情。 我听完她的哭诉，请她先回去，然后让一个工作人员去进一步了解情况。过了两天，助手汇报了那个少妇的家庭情况。总体来讲，少妇所说的情况基本属实，她老公确有多个外遇，很少回家，没有一点家庭观念，是一个典型的家庭观念缺陷患者。对这种病例，“基因治疗管理条案”有非常严格的执行规定，所以必须取得确凿的证据。助手给我看了街道居委会的意见，街坊四邻的证词，各种临床症状符合家庭观念缺陷的诊断。我说可以了，该收集的资料都有了，可以去把患者请来了。 患者刚进来的时候有些紧张，我让他坐在我的对面，开始和他聊，问他爱不爱他的老婆，他说爱，问他爱不爱他的孩子，他说爱，问他那为什么下班之后不愿意回家，还在外面搞外遇，他说控制不住，每次他都后悔愧疚，但还是控制不住。我问他：“如果我可以给你诊断治疗，有可能让你可以控制得住，你愿不愿意？”他说非常愿意。我就把一张表格拿出来，让他签字，表示愿意接受诊治。 我开始为他检查，两天后通知结果，根据诊断结果安排治疗。护士从他手臂抽了一毫升血，送到了检验部门，检验部分析了一些社会婚姻行为相关的基因，果然，其中一个基因存在一个突变。我通知生物制药公司定制了一个针剂，里面是病毒载体携带着这个基因，当然是正常的基因。当我把针剂注射到患者的体内，这个特定的病毒载体开始定位到患者的脑组织，尤其集中于下丘脑区域，并且开始表达出这个正常的基因。 一个多月后，我收到了他们发来的电子邮件，打开是一张全家其乐融融的照片。我笑了。这已经是我们基因诊所治疗的第100例这种家庭观念缺陷症的患者了。 一只田鼠的基因问题 虽然在2050年的基因时代，再交待这种治疗的背景是多余的，但在2006年的前基因时代，还是有必要向读者提一下。 那要从1990年代的一些在动物身上的科学研究说起。 平原田鼠和草地田鼠是近亲动物，这两种动物在基因水平上99%都是一致的。但是和大部分哺乳动物一样，雄的草地田鼠是典型的“花心大萝卜”，有多个性伴侣，喜欢拈花惹草搞“一夜情”，通常交配之后不会和对方继续待在一起，更加不会去照顾后代。甚至连雌的草地田鼠也会在后代出生后不久弃子而去。 而雄的平原田鼠，至少在野外生物学家的眼里，却是推崇家庭观念，一夫一妻的典范。只要雄鼠和感兴趣的雌鼠交配之后，便不会轻易离开，往往厮守一生，共同对后代进行悉心照料，即使在子女断奶之后，还会继续照料好几周。 究竟是什么导致这两种近源的动物在对待婚姻方面的行为迥然不同？艾莫瑞大学的教授提出的解释是一切皆出于大脑，是大脑的化学成分决定了感情维系的持久性和稳定性，决定了爱情，决定了亲情，决定了友情。换句话说，这种感情维系从根本上来说并不是什么抽象的东西，而是生物化学和生理的因素所致。 我的一个朋友是推崇浪漫的爱情主义的人，对他来说，这种还原主义的观点是不可思议的。他和他的女友在热恋的时候每天下班会开车到100多公里以外的海滩去看日落，会在暴风雨中苦苦等候几个小时只为了能够见她一面。而我偏偏又很愿意接受这种化学物质决定论，我总是愿意和我的朋友争论这个观点，我喜欢看到他争得面红耳赤的样子，因为我知道，那是他的激素在增高，肾上腺素在分泌。 不少人觉得用动物(如果把人和动物定义成两类的话)可以研究心脏病，可以研究癌症，但是不能研究感情和行为。似乎这两样东西是人所专有的。事实上，不论是亲情或爱情都不仅仅存在于人类，至少，在构成这些感情的神经生理的基础上，这些动物和人类并没有太大的区别。 在艾莫瑞大学的英赛而教授的实验室里放置了各种各样的笼子和迷宫，用来模拟和研究平原田鼠和草地田鼠的行为差异。比如，当把这些田鼠放在大笼子里的时候，平原田鼠会花50%以上的时间和它的配偶簇拥在一起，而草地田鼠却只花不到5%的时间来做这些事情。当平原田鼠的伴侣不幸死去，对方也常常会继续守寡，而不轻易对其他异性产生兴趣。和野外的情况一样，雄性的平原田鼠在实验室里也积极地参与后代的抚养，一旦把平原田鼠的幼崽和父母分开，这些幼崽会变得非常不安。相反，草地田鼠则对后代没有兴趣，幼崽各安天命，自生自灭，完全靠自身的努力。 治一治我们的爱情 这些天壤之别的行为差异起因于两种蛋白质：雌性中的催产素和雄性中的抗利尿激素。这两种激素都生产于哺乳动物的下丘脑。很多动物的试验已经证实这两种激素和很多感情维系行为有关。对人来说，已经知道这两种激素和人的性行为有着密切的联系，尽管是否同样影响感情的维系还未可知。但是猴子的试验显示增加这些蛋白质的传导会相应地增加感情维系。 为了证实这些激素对动物的这种感情维系起至关重要的作用，科学家在田鼠身上做了一系列试验。研究人员发现，即使在雌性平原田鼠没有交配的时候只要往它的脑组织注射一针催产素，它就会和当时与其靠近的雄性田鼠产生感情维系。而如果往它的脑组织注射一针催产素的对抗剂，就会破坏原本因交配可产生的感情维系。催产素和抗利尿激素只是复杂的神经传导链中的一个环节与欣快和成瘾有密切关系的多巴胺似乎也是这个环中的一节。雌田鼠在交配的时候，会把大量的多巴胺传输到一个与记忆和学习有关的大脑区域。同样，即使田鼠没有交配，如果往这个区域注射多巴胺的激动剂也会使其对旁边的雄性产生感情维系。 这些有意义的发现虽然解决了一些问题，但是却牵扯出越来越多的问题。研究进行到这里就像开始进入一个越挖发现越大越深的溶洞，在没有更好的办法之前，只能往里丢进一根根火棒，在火光划过的瞬间窥视到里面的蛛丝马迹。 这些激素究竟是如何和浪漫的爱情联系到一起的呢？是如何在配偶的大脑中留下某种记忆而让对方对自己更加偏好呢？这又究竟是哪些记忆呢？一个可能的记忆是对方的气味，视觉和触觉也同样会留下记忆。显然，这种记忆和催产素或抗利尿激素以及多巴胺都应该有关系。 这种记忆是否伴随着大脑结构上的改变呢？当一只雌性的平原田鼠遇到一只雄性的时候，它会开始发情，它的雌性激素会增加。有意思的是，科学家发现，雌性激素可以诱导新的神经细胞在大脑中生长。这些细胞会从中脑里的一个区域向位于前脑的嗅觉中枢迁移。这提示从接触到心仪的雄性一开始，雌性的大脑就已经发生了某些变化，准备为对方留下一些记忆。雌激素在人类是不是也像其他动物会造成大脑的结构变化呢？或许借助新的影像技术或其他技术可以最终证实这点。但是，我们目前在临床上观察到的一些病例多少有些提示。比如，当一个绝经期的妇女接受雌激素替代治疗，可以有助于预防老年痴呆；此外，如果一个女性和一个男性都受到严重的头部创伤，女性可能会比男性恢复得较好。 这个爱情故事开始越来越复杂，催产素，抗利尿激素，多巴胺，雌激素是如何相互作用来产生感情维系的呢？一个比较简单清楚的路线，但绝非唯一的路线，可能是这样的：雌性遇到雄性的时候，雌激素分泌增加，开始进入发情期，雌激素改变大脑的一些神经细胞，为感情进一步的发展做准备。随后的交配刺激释放催产素，从而释放多巴胺。多巴胺会引起欣快、受奖赏等诸多愉快的感受，而有助于形成长久的感情维系。 由于这些激素要产生作用，都依赖于相应的受体。不难想象，那些受体蛋白质也会对感情维系起至关重要的作用。科学家已经找到了这些受体在平原田鼠和草地田鼠大脑中的定位。是否这些受体在这两种动物的差异造成了它们对待感情维系方面的迥异态度？ 有意思的是，当研究者将平原田鼠的抗利尿激素受体基因用病毒载体转移进草地田鼠的脑组织，原本缺乏感情维系的草地田鼠竟然开始对它已有的配偶表现出特别的偏好，对其他雌性不再左顾右盼。只要把它和一只雌性草地田鼠关在一起独处24小时，之后即使把雄田鼠放到其他雌性田鼠边上，这只雄田鼠也不会产生兴趣。当没有转基因的草地田鼠在外面大搞一夜情的时候，这种接受基因治疗的草地田鼠，和平原田鼠一样，更愿意和它们的配偶挤在一起，即使有机会接触到其他的雌性田鼠，它们往往也不会移情别恋。 虽然是否在人类存在同样的机制尚未可知，可是和田鼠相似，实行多妻制和一夫一妻的猴子有不同的抗利尿激素受体表达量。这高度提示人类也存在类似的机制，可能那些花心的男人和忠心的男人也有类似的基因差异。有些人的花心或许是因为相关基因的突变。或许可以像给草地田鼠一样，给这些人做个基因治疗，转入正常的基因，可以有一定的治疗效果呢。 一个抽象的无法捉摸的感觉竟然开始被一层层地剥开，一层层地解析，这样的爱情故事肯定不会让很多浪漫爱情主义者感到满意。但是，解析爱情并不是让爱情停止浪漫就好像我告诉你一个蛋糕的成分，我相信应该不会影响你品尝蛋糕的美味。相反，了解蛋糕的成分或许可以帮助你知道如何进一步改进而使得蛋糕更加可口。- 猛犸重生？ 虽然目前理论上还不可能真正“复活”某种灭绝生物，但科学界正在朝这个方向前进。 撰稿／金 姬(记者) 随着科学技术的日益发展，让灭绝生物“重现人间”不再是科幻电影中的情节，全世界的科学家们都在为这一宏伟目标而努力。目前，最引人注目的莫过于澳大利亚的克隆袋狼项目和多国科学家进行的重建猛犸象DNA序列项目。对此，英国剑桥大学医学研究理事会分子生物实验室的负责人保罗·狄尔(Paul H. Dear)博士在接受《新民周刊》采访时表示，虽然目前理论上还不可能真正“复活”某种灭绝生物，但科学界正在朝这个方向前进。 濒临夭折的克隆袋狼项目 澳大利亚新南威尔士大学的迈克·阿彻(Michael Archer)教授是一名执著于“复活”袋狼的科学家。 袋狼，又名塔斯马尼亚虎，是一种起源于澳大利亚塔斯马尼亚岛和巴布亚新几内亚的肉食性有袋动物，奔跑起来像狼，和袋鼠一样有个育儿袋。在200年前的某个时候，袋狼逐渐在澳洲大陆消失，只在塔斯马尼亚岛偶尔出现。19世纪初，当地农夫因袋狼捕食他们饲养的羊而开始捕杀。1936年9月，因管理员疏忽，人类所知的最后一只袋狼在澳大利亚霍巴特动物园暴晒而死。此后，再也没有可靠证据表明这种动物再次出现。直至1986年，这一物种被正式宣布灭绝。 1866年，一头雌性小袋狼被浸泡在乙醇中保存下来，没有使用常用的福尔马林溶液。由于酒精保存法能使器官、肌肉、骨髓等组织中的DNA完好无损，因此一个多世纪后，这种保存方法为克隆袋狼的大胆尝试提供了关键性前提。 1999年，时任澳大利亚博物馆馆长的阿彻教授带领研究人员从这头保存在酒精里的小袋狼标本上成功地提取出DNA，并在2001年从另两只标本上提取出更多样本。这些DNA来源于袋狼的骨骼、牙齿、骨髓和干化的肌肉。聚合酶链反应显示，DNA的短片断没有受损，意味着这些DNA可以在活细胞中正常工作。 而后，研究人员对基因片断进行复制和测序。他们希望建立基因库，以确保制造出足够数量的袋狼DNA。除了陈列室的标本外，在昆士兰州西北部里弗斯雷地层中发现的约2500万年到1200万年前的袋狼始祖也提供了更丰富的袋狼品种。 去年2月，澳大利亚博物馆由于现有技术条件不得不忍痛中止袋狼克隆项目。8个月后，掌握基因排序技术的美国科学家加入，于是重启这一项目，负责人仍然是阿彻教授。但由于DNA样本自身的质量问题，以及现有设备和技术的不足，他们仍然无法克隆出袋狼。 猛犸象“重生”的坚实第一步 和执著的阿彻教授相比，狄尔博士显得谨慎许多。他一再向记者表示，他所带领的研究小组并不是在“克隆”猛犸象，只是研究猛犸象的DNA分析方法，但这一小步已经相当重要。 他的研究小组和德国、美国的科学家共同在今年2月的英国《自然》杂志发表封面文章，表示成功利用一种新方法，从猛犸的少量骨骼材料生成长DNA序列。 这是利用序列重叠和多重放大的基于PCR(聚合酶链反应)的方法，从仅仅200毫克骨骼开始，生成了一种保存在永久冻土中的更新世猛犸象的完整线粒体基因组序列，总共有16770个碱基对线粒体DNA与人们一般所说的DNA、即细胞核DNA不同，后者要长得多。而此前，研究人员仅重建了猛犸和少数其他物种的约1000个碱基对片断。 克隆猛犸象必须分为三大步骤：非常精确地“解读”所有的猛犸象基因组(大约30亿个碱基对)，这是目前科学家们正在进行的工作，并且刚刚起步；依据这个“蓝图”构建完整的染色体，每个染色体都包含一个合成的DNA分子(大概有上亿个碱基对串连，并且被包裹在蛋白质里)；将一套这样的染色体置入细胞核，再把细胞核放到一个“空的”细胞里。 狄尔博士表示自己研究小组找到了更好的方法从猛犸象骨骼或其他组织上来复原DNA序列。“其他方法并不是很有效：它们需要大量材料，因为必须含有大量DNA。即便样本中只有一个分子，我们的方法也能复原出一部分DNA。因此，有可能从古老的、十分稀少或微量的样本中获得DNA信息。” 即便如此，狄尔博士表示目前的技术在理论上还不能真正“复活”猛犸象：“我们需要重组一些灭绝物种的完整DNA(如果有足够时间和资金的话)。但现在，我们还不知道如何‘组合’这些DNA来制造染色体，或者如何把这些染色体放入一个细胞。即便我们知道，我们也不能克隆出一个活的动物。”- |
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