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1700230326 在21世纪前20年,低下的估测能力并没有阻碍生育科医生继续解冻检验胚胎,反而激励着人们去探索那些“缺失”的遗传力。科学家希望找出教育方面中缺失的,如暗物质般隐而不显的那部分遗传效应(也就是尚未发现的智商遗传因素,约占37%)身处何方。“拉马克获得性遗传”等理论曾被视为能够解释遗传力缺失的黑马。但随着研究样本的扩大与各种检测手段的进步,这些理论迅速失去了影响力,那些所谓的遗传“暗物质”也在科学家的分析下逐渐消失了。
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1700230328 起初,临床医生和广大公众并不在意。他们当时被新闻报道中即将获得诺贝尔奖的CRISPR/Cas9技术深深吸引了。在21世纪,基因编辑系统对人类的疾病和生活质量有很大影响:它不仅有效降低了单基因遗传病在人群中的发病率,同时让癌症成为一种可以通过改变基因,切除紊乱原癌基因(oncogene)治愈的慢性病(虽然痛苦还是难免的)。另外,在生活方面,政府通过了转基因作物的相关法案,于是基因编辑技术提高了多种主要作物的产量和营养价值。
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1700230330 可一旦父母开始“强化”其后代,通过基因编辑技术来改造精子和卵细胞,这项技术就引发了政治矛盾。起初生殖遗传学家宣称他们的改造是无害的,比如,将瞳色由棕变蓝、把有耳垂改为无耳垂、将发色由深变浅等。但实际上,改造必须受到限制,即只能改变单个基因或者少量基因。这是因为从身高到代谢,人类的大多数性状都是受众多基因控制的,源自基因组中上千个基因的微小效应之和,这些基因可能会分布于人类的全部23对染色体上。
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1700230332 当技术人员能够从早期胚胎中扩增出足量的DNA进行全基因组测序之后,局面便迎来了重大突破。人们不再处于仅能检测出染色体数增加或者减少这种严重损伤的初级阶段,而是达到了能够逐个检测碱基对的程度。2022年胚胎的遗传序列被破译之后,通过数据表格来确定胚胎未来的表型就不再是什么大问题了。
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1700230334 这种做法产生的影响迅速波及社会经济的各个阶层。雇员要求将测序费用涵盖在医保内,最终相关法律强制要求了这一点。起初,改革对降低肥胖症和抑郁症(医保也涉及这两方面)的发病率起了积极作用,但后来这种做法影响到了智商甚至情绪控制这些与健康无关,医保也不负担的表型上。
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1700230336 世界上最大的遗传数据库23andme与InterActiveCorp(Tinder与OkCupid的所有者)合并,后来又与Facebook账号实现绑定。这就意味着,人们不仅会根据优劣选择胚胎,未来的伴侣也可能会由基因型数据所决定。选择自己不吸烟的人,为何不选那些能把不吸烟的习惯遗传给后代的人做配偶呢?
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1700230338 当然,正如某些人坚持不注册Facebook账号一样,也有一部分自然主义者(或者叫作社会异类)不愿根据基因分型择偶,而是“盲目”选择对象,这一派也在日益壮大。这些“基因反对派”并不知道,他们的DNA也在暗中被生殖遗传学家用来检验统计学模型,完善多基因分数。科研需要大量模拟自然繁殖情况的变异样本。随着越来越多父母利用生殖遗传学对后代进行改造,一些基因在人群中的数量减少了,另一些基因则增多了。这样一来,在人为选择下繁殖出来的人口中,潜在地需要进行跨基因相互作用检验的变异也就很少了。更重要的一点是,既然大部分人如今都通过基因分数给孩子分类,并对其进行相应的投入,这些基因分数在人群中的效应就是自我实现、自我循环,很难提高这些分数的解释力。要想通过提高基因分型准确性来提高效率,我们需要某种人们依然根据自己确定的,与基因型无关的标准来择偶的环境。
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1700230340 社会很快就屈从于自我进化的新现实。不仅学校的入学考试要看基因型,整个教育系统都会基于基因性状的组合而分割为多个不同部门:有面向体育天赋出众者制定的培养方案,有面向普通人的,也有面向运动能力出众但患有自闭症的人的。有的岗位是为注意力缺乏多动症患者量身定制的,也有些岗位拒绝他们上岗。所有这一切都打着经济效益最大化的旗号,不过智商永远是最重要的一项。
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1700230342 家庭的凝聚力会逐渐因此下降,最后甚至不过是“同居单位”罢了。有人认为,父母对于后代基因型的控制可能会带来“专业发展”家庭,比如,专注于视觉思维或语言能力的家庭,并在家庭中培养这一方面的人才。然而,实际情况是兄弟姐妹间的差距越来越大,因为父母只能在一个小样本中选择最优的胚胎,而不能有意识地朝着某一个方向去创造胚胎。
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1700230344 大多数社会遗传学顾问建议,如果想生二胎的话,最好尽量让他或她与头胎相似,这样就能够避免两个孩子基因型差异太大的问题了。专家宣称,在父母有意无意地对孩子进行区别对待,激发他们最大潜力的过程中,孩子之间的遗传差异会被显著放大。于是,同一家庭中不同孩子间的微小智力或运动天赋差异(当我们比较两名基因分数相同,但是来自不同背景的孩子时,这点差异可能会被环境差异所混淆)就会产生很大的影响。与许多社会机制一样,它也成为自我实现的预言,并引发了一个讽刺的结果:家庭之间的差异并没有减小,家庭内部的差异反而变大了。
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1700230346 早在21世纪初,科学家就已经能预测家庭的动态机制了。其中的一部分研究指出,相较家庭之间,多基因分数对认知能力的影响在家庭内部更强一些。遗传分数在预测兄弟姐妹间的差异时表现得更为出色,若是预测随机个体间的差异便稍逊一筹。以教育情况为例,就平均情况而言,一个人与兄弟姐妹的分数如果有一个标准差的优势,那么他或她可能就会比其他人平均多接受半年的教育。但是,如果是两个陌生人之间,这个数字就要缩小到1/3年了。
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1700230348 社会进程的巨大变化不只体现在家庭中。近年来,高度专业化的寄宿制学校得到了长足发展,寄宿学生的年龄也越来越小。考虑到自己的遗传分数会影响到孩子,从而产生未知的影响,越来越多的父母选择送孩子进入培养机构,以便根据基因型为孩子提供更适合的教育环境。这种形势是受遗传学影响而形成的。人们越来越重视如何为孩子营造一个适合的环境,这也是21世纪初旧金山、曼哈顿等地私立幼儿园遍地开花的原因。研究表明,除了父母或孩子自己的基因型外,整体的基因环境也有很大的影响。基因型会如何影响我们的行为,其实也取决于身边人的基因型。
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1700230350 与长得较高的罂粟或是色彩更加亮丽的野花更易得到授粉不同,“与众不同更有利于繁殖”这一规律并不适用于这个时代的人。研究揭示了基因型的同伴效应,也就是说,和那些基因型与你相同的人生活在一起是更有利的。在生活的各个方面你都能看到这种“物以类聚,人以群分”的现象,不论是工作、学习还是婚姻。2000年,医疗是同行结婚比例最高的一个行业,有30%的护士选择的伴侣也是护士。
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1700230352 这种“人以群分”的现象不应该持续下去。进化生物学家告诉我们,有性生殖的意义就在于保持种群中的差异性。相比无性生殖的物种,有性生殖的物种繁衍后代时只把自己的一半基因传递下去,这也使它们更容易产生遗传漂变,或受到环境影响(如快速进化的寄生虫)。减数分裂产生的精子和卵细胞会进行重组,在这一过程中存活下来的后代身上会集中优势基因,同时有害基因也随之剔除。这就是有性生殖为何会促进自然选择。当然,这也是生殖遗传学快速实现的基础。
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1700230354 让我们回到最初提到的那个诊所,社会遗传学顾问建议这对大龄夫妇选择与大女儿瑞塔最相似,而不是最容易取得成功的胚胎。如果这个孩子与姐姐的免疫特征比较接近,那么将来输血和器官移植就会比较方便,不必担心引起排斥反应。可惜的是,这对父母终究没有听取医生的建议,还是选择了智商150的胚胎。
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1700230359 基因:不平等的遗传 [:1700229254]
1700230360 基因:不平等的遗传 附录
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1700230362 基因:不平等的遗传 [:1700229255]
1700230363 附录1 什么是分子遗传学?
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1700230365 在分子生物学中有一条核心的法则:DNA—RNA—蛋白质。DNA为每一个细胞提供了设计蓝图。除了个别情况,比如,全新的突变(有时会引发癌症)或镶嵌现象(mosaicism,单一受精卵发育来的个体的细胞有着不同的遗传组成,如分别来自父亲和母亲)以外,一个个体体内所有细胞的DNA都是一样的。人类基因组(DNA就在这里)位于每个细胞的细胞核(nucleus)中(人类成熟红细胞等无核细胞例外)。人类基因组是由储存着23对染色体的细胞核与身为能源工厂的线粒体中的DNA共同构成的。线粒体DNA(mtDNA)仅来自母方,这是因为受精卵中的线粒体均来自卵细胞。然而,这一说法也存在一些争议,有人认为进入卵细胞的精子也可能携带部分线粒体,这些线粒体存活于受精卵中,然后会传递给下一代。核DNA来自父母双方。父方与母方各提供每对常染色体(autosomal chromosomes)中的一条;性染色体则由母方提供一条X染色体(代表女性),父方提供一条X或Y染色体(分别令胎儿性别为女或男)。因此,分析mtDNA能让我们了解母系的基因组,而分析Y染色体则能揭示父系的特征。
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1700230367 总而言之,人体内46条染色体连接起来长度达6英尺,内含30亿个碱基对。碱基共有4种类型:腺嘌呤(adenine,A)、鸟嘌呤(guanine,G)、胸腺嘧啶(thymine,T)与胞嘧啶(cytosine,C)。这4种碱基两两结合(A与T相连,G与C相连),从而形成了结合在一起的碱基双螺旋。在众多的碱基对中间,大约每1000个碱基对中就会发生1次变异(有的估计会达4次之多)。这样一来,整个基因组中会有300万个碱基对发生变异。正因如此,我们才会说“从遗传学角度看,人类的相似程度达到99.9%”。如果再考虑拷贝数变异(Copy Number Variants,CNV)的话,相似度就是99.5%。还有一些其他形式的变异,比如,染色体数目增加或减少这样的结构性变异。这些相似度数字可能有一定的误导性,因为微小的基因差别也会带来巨大的表型差异。
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1700230369 在编码信使RNA(mRNA,负责将蛋白质模板输送到核糖体,也就是蛋白质合成的地方)的区域内,参与蛋白质合成的氨基酸是由三联体密码子(condon)确定的。上百个氨基酸像珠子一样串起来就构成了蛋白质。此外,同样有表示“起始”与“终止”的密码子存在。假如密码子的第三位碱基发生变化(如CTA变为CTG),一般不会带来变化,因为它编码的氨基酸是一样的,因而也不会改变蛋白质的构成。虽然合成效率会受影响,但若是三联体密码子的前两位发生变化,编码的氨基酸就很可能发生结构性变化,比如,氨基酸替换,即错义突变(missense mutation)或者转录终止,即无义突变(nonsense mutation)。
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1700230371 基因通常是指编码蛋白质的DNA,其中不只包括转录区域,还包括启动子(promoter)、增强子(enhancer)等调控区域。所谓启动子,就是在编码区域前面,转录复合体(transcriptome)与之结合后,蛋白质合成启动;增强子起调控作用,大部分位于第一个内含子中,但也有的与编码区域距离数千个碱基对。在mRNA被转录之后,它将会在生化作用下剪除内含子,拼接外显子(exon)。外显子最后会被翻译为蛋白质。在转录完成后,3’UTR(非转录区域,Untranslated Region)会发挥进一步的调控作用,影响mRAN的翻译进程,甚至控制mRNA的目的地。3’UTR区域位于编码最后一个氨基酸的密码子之后。
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1700230373 在人类基因组中基因只有2万个左右,其中每个基因平均负责合成3种蛋白质(通过选择性地剪切或修剪内含子)。这个数字比绝大多数遗传学家预言的要少得多。例如,连老鼠这种曾被认为比人类更简单的生物体基因都有4.6万个左右。这着实令人费解。于是,基因调控的重要性就体现了出来,因此这个发现也更加值得一提。换言之,每个细胞的遗传资料都是相同的,但其最终分化为神经细胞、肝细胞还是上皮细胞是由基因在调控下的选择性表达导致的。同样,人类之间的差异在很大程度上并非只由蛋白质结构差异决定,还要受发育关键点上的基因表达调控。与此同时,曾经被科学家称为“垃圾基因”的部分也被重新认识,人们意识到基因组中的非编码基因实际上对于人类的正常生理活动很重要。比如,有一种叫作小RNA(micro-RNA,miRNA)的非编码核酸,它们一般接在RNA的3’UTR区域上,对于翻译的调控起到至关重要的作用。基因组的其他一些区域不负责合成完整的蛋白质,而是较为短小的多肽链。这些多肽链能够形成激素或是神经递质,内啡肽(endorphins)就是一个例子。
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1700230375 基因表达的变化受到多种因素调控,其中的一些被统称为表观遗传学(epigenetics)。在社会科学领域,表观遗传学逐渐成为一大热点。这可能是由于表观遗传学颠覆了传统遗传学的因果关系,不再是从基因型指向表型,而是从表型指向基因型。这种因果关系体现了环境对于基因的重要影响,比较符合社会学家的一贯思维方式。传统遗传学对于行为的分析往往是将精力集中于影响生命活动的核酸上,而社会表观遗传学关注的则是环境对于基因表达的影响,比如,组蛋白(histone)的乙酰化(即在DNA缠绕的组蛋白上引入乙酰基)以及DNA的甲基化(即向G、C碱基所在的序列上引入甲基)。这些变化可能会在特定的时间在特定机体内起作用。实际上,对环境因素敏感的表观遗传学标志或许能够代代相传,这一观点令有些学者兴奋不已。若是如此,很多遗传特性的根源或许都与环境有关。贫富差异、监禁刑罚、奴役、家境、爱好都可能被基因组记录下来。然而值得注意的是,尽管代际联系会通过DNA甲基标记等反映出来,但这并不意味着就会排除其他备选机制。与此同时,动物实验也给出了受环境影响的表观遗传学标志会被后代继承这一基础理论的实证证据。目前证明表观遗传“技艺”的阈值被设定得很高,这是合理的,因为目前的公认看法是,绝大多数(甚至可能是全部)表观遗传标记都会在减数分裂中被消除,以便能够在胚胎发育过程中成为各类细胞的全能干细胞(而表观遗传标记会倾向于限制发育的方向)。同时,除表观遗传标记外,还有许多其他途径可将环境影响传递给后代。不管隔代表观遗传学最终是否会发展为一场革命,颠覆人们对遗传与环境的既有观念,但在未来的10年或20年中,它都很有可能成为热门研究的话题。至少分子生物学家已经对核心法则进行了补充,增加了许多新的因果关系链以及DNA、RNA和蛋白质间的通路。如果社会科学研究者希望全面认识人类行为的话,那么忽视这场表观遗传学革命必将是一大损失。
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