过去中国人经常说一句话,就是祖上积德,或者祖上造业。在今天的人看来,这些话好像是在讲迷信。不过,现代科学的发展,已经给这些思想,打开了一扇新的大门。

决定人的生理特征的因素是什么?现在人们都知道是人的基因在起作用。其实这句话并不完整。实际上,人有什么基因,并不是唯一的因素。人的生理特征,在更大程度上取决于哪些基因起作用、哪些基因不起作用。而研究这一领域的学科,就叫做「表征遗传学」(Epigenetics)。

人体细胞核中的DNA,展开后一共有 2 公尺长。这么长的基因链,必须是处在卷缩状态下,才能放进微小的细胞核里。在卷缩状态下,有些片段比较舒展,而有些则团缩的很紧。

DNA是怎么起作用的呢?一条基因,是DNA链中的一个片段。以这个基因为模板,复制出一段RNA,然后再用RNA作为模板,制造出蛋白质分子。这些蛋白质分子,在人体内发挥不同的生理功能。

简单的说,舒展的基因,才能够复制RNA,而紧紧团在一起的基因,就不能复制RNA,也就不可能发挥作用。当然实际情况比这个更加复杂。在细胞核中,DNA链就像一条长长的电线,每隔一段距离,就在一个蛋白质构成的「轴」(Histone,称为「组蛋白」)上面绕几圈。还有许多的酶,附着在轴或者DNA链上。这些系统,共同决定了DNA的卷缩状态,以及哪些基因能够表达或者不能够表达。这些因素,统统称作表征遗传信息。

表征遗传学示意图。(图:公有领域)

图中紫色长链是DNA。蓝色的Histone是组蛋白分子,DNA链缠绕在这些分子上。图内有两个方框,左侧的方框中,基因排列非常密集,就无法表达;右侧的排列比较松散,就能够表达。

人的DNA是相对稳定的,但是表征遗传信息,却能够根据人的生活环境、营养和心理状态而产生改变。前一阵,美国太空署研究一名宇航员斯科特∙凯利(Scott Kelly)在国际空间站期间「基因」发生了变化,其实说的并不是DNA发生了变化,而是指的表征遗传信息的变化。

美国宇航员斯科特∙凯利(Scott Kelly)。(图:公有领域)
斯科特∙凯利和孪生兄弟马克(Mark Kelly,左)都是美国宇航员。(图:公有领域)

表征遗传信息是能够遗传给下一代的。这就很有趣了。一方面,外界环境和个人的生活方式能够改变这些信息;另一方面,这些变化,又能够遗传给下一代。这么说来,在我们的血液中,不但流淌著祖辈的DNA,而且还流淌着他们生活方式的烙印。

一些不良的生活习惯,比如抽菸喝酒,或者过度的精神紧张,都会改变表征遗传信息。而这些信息,又或多或少遗传给下一代,甚至好几代。

科学研究还发现,人的一生如果经常与人为善,就会对自身的生理机能有正面的影响。反之,伤害别人的行为,往往会带来负面的情绪和健康状况的下滑。而这些因素,又是能够遗传给后代的。所以祖上积德、祖上造业,这些话并不是没有科学根据啊。

近年来,表征遗传学已经进入了医疗领域。比如科学家们发现,一些癌症就是因为表征遗传信息出了问题,使得该起作用的基因没有发挥作用,而不该起作用的基因却被激活。此外,表征遗传信息,对人的心理状态和智能也有很大的影响。

人的体能和智能,过去人们认为这些都是先天因素。其实它不但取决于个人的生活方式,还取决于祖先的生活方式呢。

责任编辑:苏明真