優(yōu)質(zhì)基因：

　　基因新組合告訴你嬰兒是如何發(fā)育的

　　回想初中的生物課，關(guān)于生育的說(shuō)法是這樣的：你從媽媽爸爸那里繼承的獨(dú)特基因組合決定了以下所有的一切：你眼睛的顏色、雙腳的大小、你是否喜歡寬面條、你是否痛恨所有八條腿和無(wú)腿動(dòng)物。某種程度上說(shuō)，確實(shí)如此。但是，近幾年來(lái)的研究表明，傳統(tǒng)的基因?qū)W可能僅僅描繪了部分情形。你的存在不僅僅取決于基因，還取決于哪些基因處在活躍期，或者說(shuō)基因的表達(dá)程度如何——這就是發(fā)育遺傳學(xué)這門(mén)邊緣學(xué)科研究的內(nèi)容。你無(wú)法控制哪些基因能夠遺傳給下一代，但哪些基因得以表達(dá)，這確確實(shí)實(shí)可以受到你的一些影響，從而也就影響到哪些特征會(huì)被遺傳到你寶寶的身上。在本章當(dāng)中，我們首先會(huì)帶你重溫一下基本的生物學(xué)知識(shí)，然后會(huì)向你介紹一門(mén)新課程：YOU學(xué)科——你吃何種食物、呼吸怎樣的空氣，以及你的情緒都會(huì)對(duì)寶寶的長(zhǎng)遠(yuǎn)健康產(chǎn)生影響。

　　二者合一：關(guān)于受孕的生物學(xué)

　　男歡女愛(ài)之事我們就此略過(guò)了，我們要關(guān)注的是肉體之下的身體內(nèi)部發(fā)生的奇跡——卵子與精子的完美結(jié)合。

　　卵子

　　就女性而言，那些成形的卵子在其出生之前就一直藏在她們的卵巢里。每一個(gè)發(fā)育成熟的卵子都包含人類基因組中每個(gè)基因的副本——其中有一半是生命所必需的。一名女性一生最多能夠產(chǎn)生多少卵子取決于在她還是20周大的胎兒時(shí)體內(nèi)有多少卵子。20周時(shí)，她體內(nèi)會(huì)有700萬(wàn)個(gè)卵子；在她出生時(shí)，體內(nèi)會(huì)有60萬(wàn)個(gè)卵子；到了青春期時(shí)，體內(nèi)會(huì)有40萬(wàn)個(gè)卵子。一旦女人到了青春期，開(kāi)始有月經(jīng)，她的卵巢每28天左右會(huì)排出一個(gè)卵子。在每個(gè)月經(jīng)周期，雖然會(huì)有很多卵子開(kāi)始發(fā)育，但激素信號(hào)會(huì)保證只排出一個(gè)卵子，而其他的卵子就會(huì)萎縮退化。(從進(jìn)化論的角度說(shuō)，讓所有的卵子全部發(fā)育成熟是不科學(xué)的，因此女性的身體一般預(yù)留大約30年的時(shí)間讓卵子發(fā)育成熟。)激素也會(huì)幫助那些準(zhǔn)備排出的卵子發(fā)育成熟，并且在其液囊上扎一個(gè)洞，那個(gè)洞是個(gè)逃逸的艙門(mén)，這樣，卵子就可以從卵巢中溜出來(lái)，沿輸卵管順流而下，與精子相遇并結(jié)合。卵子排出后留在卵巢的組織稱為黃體，它會(huì)產(chǎn)生激素，這種激素對(duì)于受精卵成功發(fā)育成為胎兒至關(guān)重要。

　　精子

　　正如卵子一樣，每個(gè)精子也包含有人類基因組中每個(gè)基因的副本。與女人不同的是，男人的這一生育主角沒(méi)有固定的數(shù)目。事實(shí)上，男人每次射精所包含的精子，比女人一生中所產(chǎn)生的卵子數(shù)量還要多。(從進(jìn)化論的角度說(shuō)，男人在他成年的大部分時(shí)間里持續(xù)不斷地產(chǎn)生精子，從而使遺傳自身基因的概率最大化。由于妊娠、分娩、哺乳以及養(yǎng)育兒女給身體造成了巨大負(fù)擔(dān)，女人的生殖周期僅限于她的年輕時(shí)期。)

　　男人的精子以精液為載體，而精液由前列腺產(chǎn)生，儲(chǔ)藏于輸精管中。男人射精時(shí)，攜帶著精子的精液通過(guò)尿道射出來(lái)，繼而完成尋找和征服的使命。看起來(lái)，這些成百上千萬(wàn)的精子似乎都在奮力奔向終點(diǎn)。但是，正像環(huán)法自行車(chē)比賽的車(chē)隊(duì)一樣，每個(gè)隊(duì)員有不同的角色，有些注定是隊(duì)伍的領(lǐng)袖，努力爭(zhēng)取第一個(gè)沖到終點(diǎn)。其他隊(duì)員呢，他們是協(xié)助的角色，一場(chǎng)小小的競(jìng)賽，是吧？當(dāng)然，懷孕的目標(biāo)就是一個(gè)精子在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)找到一個(gè)卵子并且讓她受精。

　　受精卵

　　性高潮的目的不僅僅是讓你享受性愛(ài)的快感，從生物學(xué)的角度講，它的目的是為精子與卵子結(jié)合創(chuàng)造更大的可能性。

　　從女性的角度說(shuō)，陰道壁上的黏膜在性交中會(huì)分泌潤(rùn)滑液，從而使陰莖克服摩擦力進(jìn)入陰道。隨著強(qiáng)度逐漸加強(qiáng)，女性的大腦會(huì)指揮陰道和周?chē)募∪馐湛s，這種收縮會(huì)讓陰莖進(jìn)入得更深。這很重要嗎？當(dāng)然，因?yàn)檫@會(huì)使精子距離它的目標(biāo)更近。在性高潮的過(guò)程中，位于陰道頂端的子宮頸會(huì)像食蟻獸一樣探下來(lái)將精液吸入子宮頸(子宮頸是連接陰道頂端和子宮末端的通道)。精液被包裹在子宮頸分泌的黏液中，直到釋放出卵子，這時(shí)會(huì)有一個(gè)信號(hào)讓精子開(kāi)始游泳比賽，奮力向子宮游去。

　　雖然性高潮并非懷孕之必要條件，但能夠在性伴侶射精前1分鐘和射精后45分鐘內(nèi)達(dá)到性高潮的女性，比起沒(méi)有性高潮的女性來(lái)，卵子受精的概率更高。從男性角度來(lái)說(shuō)，性高潮是必需的，因?yàn)楦叱贝偈辜∪獠挥勺灾鞯厥湛s，這些肌肉的收縮令精子能夠到達(dá)陰道更深處。

　　真正的受孕過(guò)程是這樣的：卵子從卵巢中排出后，沿著輸卵管運(yùn)動(dòng)，這期間，它有24小時(shí)的受孕時(shí)間。由于精子在子宮頸內(nèi)可以存活一周(遇到空氣，精子在幾分鐘之內(nèi)就會(huì)死亡)，因此沒(méi)有必要一定要在排卵時(shí)性交。事實(shí)上，如果在排卵前的幾天內(nèi)性交，會(huì)更容易受孕。

　　最終，精子會(huì)在輸卵管中與卵子相遇，兩個(gè)各半的基因組將結(jié)合在一起，組成一套完整的基因，這就是一個(gè)全新個(gè)體的全部DNA。這個(gè)攜帶全新基因組的受精卵繼續(xù)向子宮進(jìn)發(fā)，并在這里開(kāi)始一段成長(zhǎng)為胎兒的神奇旅程。

　　YOU學(xué)科：基因新探索

　　自然界中最神奇的過(guò)程，除去大峽谷是如何形成的、斧頭鯊如何進(jìn)化而來(lái)，就要數(shù)人是如何從一個(gè)小小的單細(xì)胞受精卵成長(zhǎng)為一個(gè)由億萬(wàn)個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的全新個(gè)體了。

　　人體細(xì)胞中攜帶了23對(duì)染色體，這正是保存有我們DNA的基本結(jié)構(gòu)。DNA是一套完整的指令系統(tǒng)，體現(xiàn)我們的身體將如何發(fā)育。這個(gè)指令系統(tǒng)負(fù)責(zé)調(diào)整我們的各項(xiàng)特征，每一單個(gè)的基因都是這個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)小小片斷。(見(jiàn)圖1.2)在這個(gè)世界上，沒(méi)有兩個(gè)長(zhǎng)相完全一樣的人，也就是說(shuō)，來(lái)自母親和來(lái)自父親的DNA有無(wú)限的結(jié)合可能，從而賦予了我們每個(gè)人的個(gè)性特征。當(dāng)來(lái)自母親的棕色眼睛和紅色頭發(fā)基因與來(lái)自父親的藍(lán)色眼睛和金色頭發(fā)基因相遇時(shí)，其后代就有了四種基因組合的可能，他們是：棕眼睛配金發(fā)、棕眼睛配紅發(fā)、藍(lán)眼睛配金發(fā)、藍(lán)眼睛配紅發(fā)。如果以23對(duì)染色體來(lái)類推，那可能的排列組合是難以置信的，除非你對(duì)數(shù)學(xué)特別擅長(zhǎng)：223，或者說(shuō)是差不多830萬(wàn)種排列組合，這就意味著同一對(duì)父母要想生出基因完全一樣的孩子，那個(gè)概率大概只有800萬(wàn)分之一(不包括長(zhǎng)相相似的孿生兄弟姐妹)(見(jiàn)圖1.3)。

　　然而，這只不過(guò)是真相的一部分。現(xiàn)在來(lái)看看孿生子女的情況，雖然他們可能獲得了完全相同的DNA，但他們沿著自己的軌跡衍生出了各自的特性：一個(gè)可能會(huì)是過(guò)敏體質(zhì)，另一個(gè)可能不是；一個(gè)可能會(huì)患上某種疾病，另一個(gè)可能沒(méi)有；一個(gè)可能是鋼琴天才，另一個(gè)卻或許五音不全。這些區(qū)別從何而來(lái)呢？這就要從他們的生活環(huán)境中找原因了，這個(gè)環(huán)境甚至要追溯到子宮中的環(huán)境，因?yàn)樽訉m環(huán)境甚至影響到了基因的不同表達(dá)。這就是發(fā)育遺傳學(xué)要研究的問(wèn)題。

　　發(fā)育遺傳學(xué)的原理是這樣的：人類身體中的每一個(gè)細(xì)胞都包含大約2米長(zhǎng)的DNA，這些DNA被壓縮到大約直徑只有5微米的微小原子核中，這就相當(dāng)于把3000多公里長(zhǎng)的縫紉線塞進(jìn)一個(gè)網(wǎng)球當(dāng)中。就像縫紉線一樣，這些DNA被纏繞在一種蛋白質(zhì)做的線軸上，這種蛋白質(zhì)叫做組蛋白。在每一個(gè)細(xì)胞中，不是所有的DNA都能得以表達(dá)，或者用來(lái)制造成蛋白質(zhì)；事實(shí)上，每個(gè)細(xì)胞中大多數(shù)的線軸都被儲(chǔ)藏起來(lái)，有些甚至不再現(xiàn)身。

　　有一個(gè)比喻能夠形象地說(shuō)明這個(gè)過(guò)程：你和你的伴侶，從各自的家庭帶來(lái)了拿手菜菜譜，你拿出了一流水煮魚(yú)菜譜，你的愛(ài)人帶來(lái)了超級(jí)檸檬派菜譜，但也許不僅僅有兩份菜譜，或許有成百甚至上千份菜譜(畢竟人類基因組中包含有大約2萬(wàn)到3萬(wàn)個(gè)基因)。有一些菜譜被寫(xiě)在索引卡片上，有一些記載在圖書(shū)上，還有些被寫(xiě)在了雞尾酒會(huì)餐巾紙上，你該如何處理這些支離破碎的菜譜呢？除非你把它們好好地組織起來(lái)，比如在那些你想伸手就能拿到的菜譜上粘上粉紅記事貼，總之，給你最鐘愛(ài)的菜譜貼上標(biāo)簽，這樣你就能夠迅速地找到，并且做一盤(pán)拿手好菜了。

　　這就是發(fā)育遺傳學(xué)的工作原理。

　　基因就像菜譜——父親和母親各自給他們的下一代貢獻(xiàn)了一份完整的菜譜，但他們的寶寶只能夠使用其中的一份。父母雙方都掌握著做相同食物的菜譜(眼睛的顏色、頭發(fā)的顏色，腳趾甲生長(zhǎng)的速度等)，區(qū)別在于他們菜譜的版本稍有不同，專業(yè)的名稱叫做等位基因。對(duì)于這些基因，你只表達(dá)來(lái)自母親一方的或者來(lái)自父親一方的——也就是說(shuō)，只有一個(gè)版本是活躍的，而非兩個(gè)版本同時(shí)活躍。

　　那么，一個(gè)細(xì)胞是如何關(guān)閉24999個(gè)它不需要的基因，僅僅打開(kāi)那幾個(gè)它所需要的基因呢？每種細(xì)胞——人體內(nèi)有大約200種不同種類的細(xì)胞——都需要知道哪幾種基因是與之相關(guān)的基因，而在這幾種基因里，哪種基因是需要表達(dá)的，不管它是來(lái)自父親還是來(lái)自母親。

　　方法確實(shí)有。你的身體在某些特定的基因上粘貼了生物“記事貼”，它決定了要用哪個(gè)基因菜譜。而粘貼標(biāo)簽是通過(guò)幾種化學(xué)作用完成的(例如甲基化作用和乙?；饔?，在你懷孕期間，你的行為會(huì)影響到這些化學(xué)作用，從而決定標(biāo)簽貼在哪個(gè)基因上，哪個(gè)基因得以表達(dá)，從而最終影響到寶寶的健康(見(jiàn)圖1.4)。

　　當(dāng)DNA被貼上標(biāo)簽以后，使得基因有途徑和能力可以表達(dá)。在給定時(shí)間內(nèi)，你的基因只有4%處于可以表達(dá)的狀態(tài)，而其他的基因則不能得到活躍的使用。正是發(fā)育遺傳學(xué)解釋了哪些基因被開(kāi)啟、哪些基因被關(guān)閉，從而使你成為獨(dú)一無(wú)二的個(gè)體。

　　下面的這個(gè)例子或許能幫助你理解發(fā)育遺傳學(xué)的觀點(diǎn)：人類跟一只猴子有99.8%的相同基因，兩個(gè)嬰兒擁有99.9%的相同基因，人類甚至跟一只香蕉有50%的相同基因。因此，單憑基因是不能解釋我們?cè)谕饷病?dòng)作、行為和發(fā)育上的差別的。我們之所以跟猴子有如此巨大的差別，而人與人之間之所以有或大或小的差別，基因的表達(dá)方式從中起到了至關(guān)重要的作用。