​染色体·Chromosome

作者:鲁伊

(文 / 鲁伊)

​染色体·Chromosome0

7月22日,《科学》杂志刊登了一篇关于哺乳动物染色体进化以及染色体断裂点与癌症之间关系的论文。说的是件很好玩儿的事,满纸专业名词却恨不能把人吓个半死。想一想,也是,这毛病,大概是打根儿上来的。

一些生物学上佶屈聱牙的名词似乎是专为乘时光机拜访未来的古希腊人准备的,可以让他们感觉比较亲切,就像中国人到了国外,见到汉字都兴奋半天一样。染色体——Chromosome——就是这样一个例子。在希腊文里,chroma的意思是颜色,soma的意思是体。

虽然科学史上关于到底是谁最早发现了染色体一直争论不休,但至少有一件事是肯定的:1888年,德国人海因里希·威廉·哥特弗雷德·冯·瓦尔德耶-哈茨(Heinrich

Wilhelm Gottfried von Waldeyer-Hartz)给了这种存在于细胞核内、可以被多种染料染色、从而能在显微镜下被观测到的丝状体这个有点儿拗口的名字。“神经元”(Neurone)这个名字也是他起的——让人怀疑这个无法改变自己姓氏的科学家在存心报复社会。这有点儿小人之心,但是,谁知道呢?

如果把DNA比作汽车——事实上,把一个DNA单独抽出来,拉长,几乎就有3米左右,恰好是一辆汽车的长度——你可以把染色体想象为一个挤满了汽车的巨大停车场。人的细胞核里有46个这样的停车场,一半儿泊着宝马——来自父亲的染色体,一半儿奔驰——来自母亲的染色体。科学界刚开始发现果蝇只有8个“停车场”的时候很是欢欣雀跃,好像8和46的差别反映了果蝇和人在生物链层级上的差别。现在没什么人这么说了,原因很简单:不久人们就发现,鲤鱼居然有104个染色体,而蝴蝶有380多个,更不用说蕨类,它的染色体数目超过1200个,这简直让“大人类主义者”受不了。

在一个细心的观察者眼中,一栋大楼的停车场泄露着住户年龄、收入、社会阶层、个人喜好等众多秘密。生物学家们也早就知道,染色体这个“停车场”是获取生命之秘密的最好渠道。车停错了会出问题。比如,一栋新楼的5号停车场上少了一排车——新生儿5号染色体臂端缺失,意味着他患上了猫叫综合症,典型症状是像猫一样的哭声。而无缘无故多出个停车场,也不行。21号停车场从2个变3个,就会出现先天愚型痴呆症。

这一两年,科学界似乎把所有的注意力都放在那个挂着“Y”字招牌的停车场上面。原因可以列举如下:独此一家,小,停的车少,里面的车破,但是居然还一直没有倒闭。换成专业术语,就是Y染色体是男性特有的性染色体,它的长度只有X染色体的1/3,在46条染色体中个头最小,其中仅包含很少的基因,大量垃圾DNA,而且在进化中不断衰退。在一个娱乐当头的时代里,Y染色体无疑是一个富有传奇色彩的故事主角。不过,故事说多了,总会腻味。而一提到Y染色体,最后总扯上男性不育从此看到曙光的套路,也让人觉得,偌大个人类基因组计划,最后拿这来交待,总有些大山生子的尴尬。还好,看看最近的论文,原来,还有人在做别的事情。

最新的这项研究,是美国、法国、新加坡的一群科学家,把人、小鼠、家鼠、牛、猪、狗、猫和马8种动物的基因组放到一个叫做“进化高速公路”的计算机程序上溜达了一圈,然后发现,物种一进化,染色体就会在相同的一些地方断裂,然后发生DNA重组。这和以前学界主流的随机重组理论完全不同。最有意思的是,他们还发现,自打6500万年前恐龙灭绝后,染色体的这种断裂——也就是物种的进化——就呈现加速态势。这固然让今天哺乳动物的家族繁荣兴旺,不过也带来一个负面影响。那就是癌症。在染色体最频繁发生断裂的地方,也是与癌症和许多遗传性疾病最密切相关的“热点区域”。没有一种其他生物像哺乳动物这样饱受癌症之苦,而这,居然是进化的代价。

比起男性将于500万年后灭绝这样耸人听闻但又经不起推敲的话题,瓦尔德耶如果泉下有知,大约会对染色体与癌症相关的方向更感兴趣。在那个时代,真正让瓦尔德耶名扬天下的其实是他对早期癌症的准确诊断。1887年,就在他命名染色体前一年,瓦尔德耶曾作为专家为德皇腓特烈三世诊治声带肿瘤。在最有希望借助染色体研究攻克的癌症中,就有这种疾病。■ 染色体Chromosome