1700001675
1700001676
⑥ 密特沃克指出,真性阴阳人身上有类似的问题。这些人生下来就同时带有两种性器官,比如右边有一颗睾丸,左边有一个卵巢。大部分阴阳人的性器官都如此分布,只有不到1/3的真性阴阳人的睾丸长在左边,而卵巢长在右边。这种差异不可能是基因造成的。密特沃克认为,原因是在发育的关键时期,右边会长得比左边稍微快一点,所以更有可能发育成男性。有趣的是,小鼠的情况正好完全相反:它们的左边长得更快一些,更倾向于长出睾丸。
1700001677
1700001678
1700001679
1700001680
⑦ 任何特定细胞谱系中的最后状态。——编者注
1700001681
1700001682
1700001683
1700001684
⑧ 线粒体是母系遗传,经由的是卵子,而非精子。雌雄同体的生物,理论上特别容易发生线粒体引起的性畸形。从线粒体的角度看,发育成雄性是死路一条,线粒体最“不想”待的地方就是花药。所以让雄性性器官不育对它们有好处,可以确保它们进入雌株。很多昆虫身上的寄生细菌,特别是布克纳氏体(Buchnera)和沃尔巴克氏体(Wolbachia),也会玩类似的把戏。它们选择性杀死雄性昆虫,完全扭曲了昆虫种群的性别比例。线粒体对于宿主个体的重要性,使得它们不至于像寄生细菌那样杀死雄性,不会制造激烈的自私冲突;但是它们仍会造成雄性不育或者雄性特有的缺陷。然而,我认为自私冲突在霍尔丹法则的解释中只占次要地位,因为它不能解释为什么鸟类(还有拟谷盗)中的雌性反而会受到比较严重的影响。
1700001685
1700001686
1700001687
1700001688
⑨ 这种胞质杂合细胞被广泛应用在细胞培养实验中,因为通过这项技术可以准确测量细胞的功能,尤其是呼吸作用。线粒体与核基因组之间的不匹配,会降低细胞呼吸作用的速度,而且如前所述,会增加自由基泄漏。这种呼吸功能不足的严重程度取决于基因上的差距。用黑猩猩的线粒体与人类核基因组成的胞质杂合细胞(是的,这种伦理可疑的实验已经有人做过了,不过仅限于细胞培养),ATP合成的速度只有正常细胞一半左右。小鼠和大鼠的胞质杂合细胞则根本没有正常运作的呼吸作用。
1700001689
1700001690
1700001691
1700001692
⑩ 这个推测显得有些奇怪:睾丸的代谢率真的那么高,甚至比心脏、大脑或飞行肌肉等组织还高?其实不一定。但这里的关键是线粒体能力是否能满足代谢需求。可能是因为睾丸的高峰代谢需求确实更大,也可能是应对需求的线粒体数量较少,所以每个线粒体平均承担的需求较高。这是个很容易检验的假设,不过据我所知,还没有进行实验验证过。
1700001693
1700001694
1700001695
1700001696
⑪ 我的猜想是,自由基信号可能在胚胎发育的某个阶段被故意强化。比如,一氧化氮(NO)可以与细胞色素氧化酶(呼吸链的最后一个蛋白复合体)结合,增加自由基泄漏,让细胞更容易发生凋亡。如果在胚胎发育的某个阶段释放大量一氧化氮,效果就是放大自由基信号;如果超过某个临界值,基因组不匹配的胚胎就会被终结。这就像是一个苛刻的检查站。
1700001697
1700001698
1700001699
1700001700
⑫ 卵子形成过程中,如果减数分裂的最后一步,即染色体分离失败,产生的一个卵子会带有某条染色体的两个副本。这个卵子如果与正常精子结合受孕,受精卵中就有这条染色体的三个副本,出现三体缺陷。由于超过了正常体细胞的两个副本,这条染色体上所有的基因都会出现表达剂量问题,而基因网络的协作对剂量是非常敏感的。所以绝大部分三体缺陷都是致命的遗传病,等不到发育完成就会杀死胚胎,造成早期流产。人类21号染色体长度很短,上面的基因很少,基因表达剂量变化的敏感性也较低。所以,21号染色体三体的胎儿一般可以存活,但遗传病仍然不可避免,即唐氏综合征(Down’s Syndrome)。——译者注
1700001701
1700001702
1700001703
1700001704
⑬ 巴尔哈发现,以自由基泄漏和消耗的氧气之比来衡量,鸽子和虎皮鹦鹉这样的鸟类,自由基泄露速率是大鼠和小鼠的1/10;实际速率随所在组织的不同而不同。巴尔哈还发现,鸟类细胞的脂质膜对氧化损害的抵抗力比不会飞的哺乳动物更强,使它们的DNA和蛋白质更少受到氧化伤害。综合来看,很难用其他理由来解释这些发现。
1700001705
1700001706
1700001707
1700001708
⑭ 我叫它“反应性生物合成作用”(reactive biogenesis):线粒体局部的自由基信号发出警告——呼吸能力太低不足以满足需求,个体线粒体做出反应。具体机制是,呼吸链呈高还原态(电子拥塞),电子就会逃逸出来,与氧气直接反应,产生超氧自由基。这些自由基会与线粒体中控制基因复制的蛋白质(转录因子)互动。有些转录因子具有氧化还原敏感性,它们包含某些特殊的氨基酸(如半胱氨酸,cysteine),可以获取或失去电子,即容易被还原或氧化。一个很好的例子是线粒体拓扑异构酶I(topoisomerase-I),它控制线粒体DNA与蛋白质的接触。如果它的某个关键半胱氨酸被氧化,线粒体生物合成就会加强。因此,局部的自由基信号(它们从不离开线粒体)会增加线粒体的能力,根据需求提高ATP的生产。这种对突然变化做出反应的局部信号,能够解释为什么线粒体保留了一个小小的基因组(见第五章)。
1700001709
1700001710
1700001711
1700001712
⑮ 这听起来有些矛盾:大型动物通常有比较低的代谢率(以单位体重计算);但是我也说过,雄性哺乳动物通常体型较大,代谢率也较高。不同物种之间的体重差异可以高达好几个数量级,相比起来,同一物种内部的体重差异微不足道。在这样的尺度下考虑,同一种成年生物的代谢率实际上都是一样的(幼体的代谢率比成体要高一些)。前面我谈到的两性之间代谢率差异,是指发育过程中某个阶段绝对生长速率的差异。如果密特沃克的理论正确,这种差异足以造成身体左右两边的发育差异。详见第247页的脚注。
1700001713
1700001714
1700001715
1700001716
⑯ 还可能有更糟的代价。清除受损线粒体的最好办法,就是强迫身体使用它们,加快它们的替换。比如,高脂肪饮食能强迫我们更多使用线粒体,而高碳水化合物饮食则会让我们更多使用发酵作用提供能量,线粒体反而用得不多。但是,如果你患有线粒体疾病(我们上年纪后都会累积有缺陷的线粒体),可能无法承受这样的饮食转换。有些线粒体疾病患者采用生酮饮食(ketogenic diet,即高脂肪、蛋白质充分、低碳水化合物的饮食)后会陷入昏迷,因为没有发酵作用的帮助,他们受损的线粒体无法提供正常生活需要的能量。
1700001717
1700001718
1700001719
1700001720
⑰ 我在过去的著作《线粒体:能量、性、死亡》和《生命的跃升》中详细讨论过有氧代谢能力与内温性演化之间的相互影响。如果你有兴趣多了解一些,我只能鼓起勇气毛遂自荐。
1700001721
1700001722
1700001723
1700001724
[
上一页 ]
[ :1.700001675e+09 ]
[
下一页 ]