双胞胎为什么越长越不像？

（文 / 袁越）

科学实验最重要的一点就是要为实验对象设个对照，也就是除了一个地方不同外，其余条件完全一样。这样一来，实验者观察到的所有变化都可以归于那个不同的因素，而不是其他未知原因。

这条要求在动物实验上比较容易满足，只要克隆出一窝小白鼠就行了。人体实验就没办法做到这一点，这就是为什么医学研究领域的发展速度远不如普通生物学。但是有一种情况可以部分地满足这个条件，那就是同卵双胞胎。人们通常假定同卵双胞胎的基因组应该完全一样，如果拿其中一个人做实验，另一个人做对照，似乎就能够满足科学实验的要求了。

当然，拿人做实验是不道德的，但如果某种变化是天然发生的，完全可以用来做研究。比如有些同卵双胞胎只有一人得了某种遗传病，另一个人没有得，只要对比一下他们的基因组顺序，就可以知道到底是哪种基因导致了疾病的发生。

这个思路很容易理解，所以早就有科学家跃跃欲试了。可惜过去人类基因组全测序的成本太高，这个想法一直没办法实现。今年4月29日出版的《自然》（Nature）杂志刊登了一篇论文，第一次完成了这样一个实验。以美国加州大学旧金山分校的塞尔吉奥·巴郎奇尼（Sergio Baranzini）为首的一个研究小组找到一对同卵双胞胎女性，其中一人得了多发性硬化症（Multiple Sclerosis，简称MS），另一个没有。MS是一种自体免疫疾病，得病的大都是20〜40岁的中青年。病人的免疫系统错误地对自身的神经系统（髓鞘）发起攻击，造成了神经系统的广泛损伤。MS的病因至今尚未找到，但肯定与遗传有关，因为MS病人的家属患同样疾病的可能性比普通人高，如果是同卵双胞胎，那么只要一人得MS，另一人得病的概率就会高达25%以上。

研究者们测出了这两个双胞胎的全基因组序列后一一对比，结果却令人失望，没有找到任何区别能够解释MS的发病机理。接下来，科学家们又逐一分析了两人基因组甲基化的分布情况。所谓“甲基化”，指DNA分子上的一种常见的修饰。这种修饰没有改变基因的顺序，却能改变基因的功能。甲基化过程中发生的偏差同样可以解释为什么只有一人得病，另一人却身体健康。可惜的是，对比结果同样令人失望，科学家们没有找到任何区别能够解释MS的发生。

通常，一个实验如果失败了，是不会被写成论文的，更别说发表在《自然》杂志上了，但这个失败很不一般，因为实验设计堪称完美，研究方法挑不出毛病，却还是失败了，这说明MS的发病机理很可能不是科学家想象的那样是由基因决定的，而是另有原因。

这个实验虽然没能搞清MS的病因，却能帮助我们理解同卵双胞胎为什么越长越不像。早在2005年，美国阿拉巴马大学的分子生物学家简·杜马斯基（Jan Dumanski）博士就发表论文指出，同卵双胞胎的基因其实是很不一样的。杜马斯基和同事们选择性地分析了19对同卵双胞胎的基因组，发现无论是DNA顺序还是基因拷贝数都存在很多细微的差别，原因在于细胞分裂过程中总会发生基因突变，这些突变慢慢积累下来，总数就很显著了。

就在同一年，来自西班牙国立癌症研究中心的曼奈尔·埃斯特拉（Manel Esteller）博士证明，基因修饰同样可以解释同卵双胞胎之间的差异。埃斯特拉博士和同事们研究了40对不同年龄的同卵双胞胎的基因修饰差异，发现年龄越大的同卵双胞胎，基因修饰程度的差异也就越大。而且双胞胎在饮食和环境方面的差异越大，甲基化的差异也就越大。

那么，刚生下来的同卵双胞胎是不是就完全一样了呢？答案同样是否定的。最显著的例子就是指纹，全世界所有的同卵双胞胎的指纹都是不同的，否则指纹就不能够作为犯罪证据了。指纹的形成是因为婴儿指甲皮肤的“基底层”（Basal Layer）生长速度比其外侧的表皮层和内侧的真皮层要快，于是“基底层”便不得不蜷缩起来，形成沟壑，这个过程几乎是完全随机的，子宫环境内任何一点微小改变都能影响沟壑的形状和位置。

指纹的形成过程和沙丘沟壑、热带鱼的表面斑纹，以及液体对流时形成的复杂纹理非常相似，它们都属于“混沌学”（Chaos）的研究范畴。所谓“混沌体系”的一个重要特征就是对初始条件极为敏感，稍微有一点变化就能导致结果大相径庭。对于同卵双胞胎来说，两者的初始基因虽然相同，但所处环境总会有不一样，比如在子宫中的位置不同，吃的东西不一样，接受的信息不一样等等。这些微小的不同最终都会被放大，导致同卵双胞胎变成两个完全不一样的人。

同样道理，一个人的基因并不能决定他的未来。正因为如此，活着才更有意义。■ 为什么越长越同卵双胞胎不像甲基化双胞胎