2010年2月27日 星期六

補綴的心靈:父母親的基因如何型塑你的大腦〈二〉


補綴的心靈:父母親的基因如何型塑你的大腦〈二〉



在幾十年前,極少人能想像遺傳基因之影響存在於我們DNA的基本遺傳密碼之外, 1984年時,英國劍橋大學及美國費城「維士達研究所」(Wistar Institute)的生物學家分別嘗試繁殖具有兩套父親染色體或兩套母親染色體的小鼠,而非來自父母親的一套染色體,依據孟德爾理論,剛出生的小鼠一定正常,最終,他們具有正確數目的基因與染色體,然而,所有新生小鼠卻都死亡,因此認為只具有每一個染色體的兩條是不夠的,每一對染色體必須由母親的一條染色體及來自父親的另一條染色體組成,但是研究人員不知道為何如此。

關閉的戮記

問題的答案是「基因組印記作用」(genomic imprinting),如同生物學家1990年代早期所發現,在一系列發表於「自然與基因及發生期刊」(Nature and Genes and Development) 的論文中,研究人員鑑定出第一個小鼠的作過印記之基因,所有都與一種稱為「類胰島素生長因子2」(insulinlike growth factor 2, IGF-2)的蛋白質有關,其功能為控制剛出生小動物的體積大小,小鼠母鼠關閉此基因,結果產生較小型、容易養育的剛出生小鼠,然而小鼠父親則抑制一個預定製造IGF-2蛋白質受體的基因 - 抑制受體的壓抑作用,因此剛出生小鼠會長得比較大型,由此發現之後,科學家已經發現超過60個人類基因典型地被父親或母親作過印記。

由於添加稱為「甲基群」(methyl groups)的分子至基因的DNA,基因就被作過印記,其原因目前還未完全了解,此種「甲基作用」會防止基因的資訊被表現或轉錄成RNA及蛋白質〈身體的基本建構單元〉,這有如印記作用的「戮記」(stamp),抑制基因密碼被細胞所讀取,一個女人的卵只攜帶有她母親傳給她的基因組印記;而她父親的印記則被抹除,同樣地,一個男人在其精子傳遞的基因也被作過印記,與他父親基因所作的方式相同。

在正常情況下,母親特別基因的複本及父親相同基因的複本同時被表現,當基因不同時(例如,如果母親具有藍色眼睛及父親具有棕色眼睛),兩種基因同時被轉譯成蛋白質,最終結果是每一個基因作用的混合表現(棕色蛋白質蓋過藍色,雖然在真實情況上是有幾個基因負責眼睛的顏色表現),當母親的基因被甲基群作過印記,實際上是被關閉 – 即母親的基因不表現,因為只有父親的基因產物被製造出,因此在實際上,身體可獲得只有半數之特殊RNA或蛋白質,同樣,當父親的一個基因複本被作過印記,那個基因就被關閉,而只有母親基因被用來製造其RNA或蛋白質。〈待續〉


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