漸成基因與遺傳設計

自序

近代生物學的進展極為快速，遠超過其他基礎科學，甚至到達目不暇給的地步，尤其公元2,000年時人類基因組定序計畫草圖完成後，整個基因組學的研究突飛猛進，科學家由基因的開啟與關閉來解釋許多生命現象如疾病之生成與治療，希望替人類解決最大難題。一般人對科學不易了解，甚至產生恐懼心理或聽信坊間胡言亂語，因此出現反科學甚至反智行為，實為不智，科學普及化固然有其難處，因為科學本來就有基本門檻需要學習，但是如果有正確與明白描述知識的文章發表，或許會引發讀者閱讀的興趣，進一步探究字裡行間的意義，潛移默化間對相關科學知識更加有學習的動機，此為本書最大目的。

本書主要呈現近數年來生物醫學研究新知識的發展，主要是有關演化學、基因學、大腦科學與精神疾病間之關連，達爾文的演化學不斷受到小規模的挑戰，固然無法撼動其主流地位，卻也給其他科學家帶來另類思考的空間，有人提出非基因遺傳學講法，把法國自然學家拉馬克的後天遺傳說從理論的垃圾堆裡檢出，因為在過去十年來，發現環境因子如飲食或壓力都具有生物學作用，而且可以遺傳至後代且不發生任何基本DNA序列的改變，有些科學家已經接受此想法而稱其為「新拉馬克學說」。細胞內的基因活性是受到管制，在人類發育期及一生不同階段會被開啟與關閉，科學家對此機制愈來愈有興趣，逐漸發展出所謂「漸成基因作用」，用以解釋環境因子與生理作用間之相關性，而神經生物學的發展也受到影響，雖然目前只是在其養成期，卻也可推論生命早期的經驗如何型塑行為的發生，難道生命經驗會改變DNA嗎？的確有科學家相信答案就是如此，DNA受到化學修飾就改變蛋白質之製造與否，接著影響以後體內的生物化學反應，最後造成行為變異的表現。

在變動世界中存活的關鍵是不斷變化，而演化的呈現方式可能會產生更多變化，導致科學家思考基因表現是否有不確定性，如此可增進物種的存活機會，因此推論演化作用具有兩邊下注的可能性。漸成基因改變在演化中的角色引起許多爭論，少數科學家認為啟動遺傳的漸成基因改變是一種適應作用，將某種程度的隨機性引介入基因表現模式，在多變的環境中，線性方式可產生具有不同模式表現的後代是最可能持續之演化過程，這就是「不確定性假說」。基因是製造蛋白質的食譜，也就是生命的建構基石，一般新基因演化最明顯方式是經由逐漸累積小型及有利的突變，而較不明顯的方式是現存具重要功能的基因如何演化成不同基因，中國科學家王聞在果蠅研究中發現新基因中有三分之一與親代基因顯著不同，已經失去部分序列或取得新的DNA段落，有趣的是演化並不挑剔，只要能得到，演化就採用新基因，甚至認為自然選擇是一種侵略性的機會主義者，原料來源其實無關宏旨，而這些新基因來自何處？這個問題引發科學家許多探討。

父母親的基因如何型塑你的大腦？科學家認為孟德爾對遺傳學的了解並不完整，因為由父親及母親得來的基因對於發育中胎兒的影響並不相同〈不相等〉，胎兒受到的影響取決於由哪一個親代遺傳到的基因產生效果，這些基因就稱為「作過印記的基因」，具有分子印記會將基因關閉，如果基因活性間平衡精巧，就會產生健康嬰兒，但是當平衡被破壞，這些做過標記的基因將影響大腦，印記錯誤則形成發育異常，而最近科學家開始懷疑甚至可能導致常見的精神疾病，如自閉症、精神分裂症及阿茲海默氏症等。人類具有相同基因，因此有可能此情況影響我們的社會行為。

今日神經生物學家愈來愈專注於我們的生活方式如何深遠及長期地改變我們的大腦與神經細胞間的連接，大腦是由經驗來型塑，也就是人類經驗改變大腦的發育過程，人類基因組計畫的完成讓科學家體認到基因與經驗間複雜的交互作用，「經驗調控基因表現，因而導致重大行為差異，例如漸成基因作用經由環境因子，如創傷、虐待或飲食，會對人類產生長期效應。對於精神疾病新觀念的發展，科學家發現生命經驗能真正改變人類心靈，藉某種化學物質與DNA相接，就改變了基因的開啟或關閉，開始或停止某些重要蛋白質的製造而影響一個人的精神狀態，即分子變異會誘發精神疾病的發生，這些新穎的研究就形成所謂「精神疾病的新基因學」。

高度壓力會造成兒童的生理傷害，不但如此如果兒童期受到各種形式的虐待更會引起他們成年時產生精神異常的疾病，虐待的種類包括肉體虐待、情緒虐待與性虐待，遭受虐待極易罹患創傷後壓力症候群，大腦裡與記憶及學習有關的構造，命早期之逆境會對後來成年的精神及身體健康造成長期不利影響。德國科學家研究發現在早期生命產生的創傷與壓力能重大影響基因，最後產生行為問題，而且憂鬱症的發作有可能是在幼兒期遭遇不幸事件如虐待後誘發。

本書其他議題如「完美主義者不完美」、「霸凌心理學」與「強迫行為異常症 – 錯在基因還是大腦？」等都與大腦、基因及精神疾病息息相關，皆為探討大腦與基因知識的新研究成果，大腦科學加上基因學使得神經科學家更能深入了解人類精神疾病之領域，不但對疾病原因亦且對治療方法進一步研發，讀者如對此類知識有興趣，相信閱讀本書會給讀者帶來許多樂趣。

新書出版：

大智的新書「漸成基因與遺傳設計」即將出版，台灣商務印書館，初版一刷，2011年12月。