本能來自父親， 智慧來自母親

每個人都有父母，但從遺傳方面來講，父母對於塑造我們這個生物體所做的貢獻並不均衡。新的研究顯示，我們是父母綜合影響的產物。母親和父親各為你提供了一半的基因，他們對你的遺傳貢獻是相等的。被稱為現代遺傳學之父的格雷戈爾·孟德爾在19世紀提出了這一概念，從那時起，它就一直是我們理解遺傳學的基礎。但在最近幾十年里，科學家漸漸認識到孟德爾的理論並不完善。的確，一個孩子的23條染色體來自母親，另外23條長統襪的染色體來自於父親。但研究表明，來自母親和父親的基因對發育中的胎兒所產生的影響並不相等，有時這要看孩子到底繼承了誰的基因——這裡所說的基因是指印跡基因。之所以被稱為「印跡基因」，是因為它載有一個額外的分子，就好像貼了張郵票一樣。這使孟德爾遺傳定律變得更加複雜了。這些分子印跡基因沉默（所謂沉默是指基因被抑制，不能表達），有些印跡基因被母親沉默，有些被父親沉默。這些基因的活性保持著微妙的平衡，只有這樣才能保證孩子健康地發育。如果這種平衡被打破，就會出現大麻煩。因為大部分印跡基因都跟大腦發育有關，主要的印跡錯誤會引發罕見的發育疾病，如Prader-Willi綜合征。這種疾病的特點是患者有輕微的智力障礙，激素水平失衡並導致肥胖。為了更好地理解印跡的含義，我們有必要先了解一些基礎知識。「印跡」是一種表現遺傳學機制，是指在不改變基因編碼的情況下，細胞內某分子發生的、會影響基因活性水平的改變。發生在卵子和精子里的印跡被稱為「基因組印跡」，這是根據它們基本的遺傳特點來命名的。其它種類的印跡還可能是環境因素影響的結果，比如雙親撫育或虐待等。就在幾十年前，還很少有人能夠想像到，除了我們的DNA基本遺傳編碼外還有其他可遺傳的影響因素。1984年，英國劍橋大學的美國費城威斯特研究所的生物學家分別試圖培育一種特殊的小鼠，這種小鼠的兩套染色體要麼全都來自父親，要麼全都來自母親。按照孟德爾遺傳定律，新生小鼠應該沒什麼異常——畢竟它們有正常數目的基因的染色體，但是胚胎都死掉了。這意味著構成一對染色體的兩條染色體不是隨意拼湊的，必須一條來自母方，一條來自父方。不過，那時科學家不清楚這是為什麼。

沉默的標記直到20世紀90年代初，生物學家才發現，答案就是基因組印跡。在《自然》和《基因與發育》雜誌上發表的一系列論文中，研究者在小鼠身上辨別出了第一種印跡基因，這種基因跟一種叫做類胰島素生長因子2（IGF-2）的蛋白質有關，IGF-2對調節幼崽個體大小起著重要作用。雌鼠沉默這一基因，使胎兒個頭較小，以便於雌鼠孕育；雄鼠會抑制編碼IGF-2蛋白受體的基因——阻斷受體的抑制效應，使幼胎個頭可以長得比較大。在此之後，科學家又發現了60多個被父母某一方印跡所修飾的人類基因。發現印跡的證據並不容易。如果一個人來自父方和母方的某個相同基因在序列上有細微差異，遺傳學家就可以分析此基因是否轉錄形成了兩種RNA。如果只有一種，那麼說明有一方的基因有可能被印跡修飾，因為其中一方的基因沒有表達。如果研究人員可以得到這個人雙親的DNA，就可以分辨出哪一方的基因沉默。由於這個判斷過程複雜又耗時，所以科學家認為，到目前為止他們只發現了很小一部分被基因組印跡標記的基因。不過現在已知的印跡標記中有很多都會都影響大腦發育——這可以解釋為什麼基因印跡發生錯誤會嚴重影響神經系統的發育。

不對稱的平衡基因組印跡發生錯誤不僅會導致罕見的遺傳疾病。如Angelman綜合征和Prader-Willi綜合征，還可能引發常見的精神疾病，如自閉症。Angelman綜合征是一種由基因組印跡錯誤所導致的罕見疾病。全世界每12000～20000個兒童中，就有一個患這一疾病。患Angelman綜合征的兒童極其好動而且經常發笑。研究顯示40%的患兒還患有處閉症譜系障礙——在語言的社交技能方面存在很大缺陷。Angelman綜合征的標誌是15號染色體一個片段上母源基因表達的蛋白質減少，而來自父方的這些基因通常是被標記了的。Angelman綜合征患兒的大腦發育異常，大腦皮層比正常人稍小，2008年用小鼠做的一項研究還顯示患者小腦細胞呈現畸形。如果印跡平衡偏向另一邊，母方的影響過多，就會出現另一種罕見的基因組印跡，即Prader-Willi綜合征。每10000～25000個孩子中就有一個患該病。這種疾病產生的原因是15號染色體同一片段的基因被不規則地印跡修飾，導致來自父方的基因表達減少（也有可能是15號染色體上出現雙倍母源基因所致）。對Prader-Willi綜合征患兒進行磁共振成像研究的結果顯示，他們的垂體結構異常，腦幹較小而且大腦皮層萎縮。患兒呈現輕度智力障礙，激素水平異常，這常導致他們在青少年時期及成年時肥胖。一些科學家認為印跡錯誤不僅導致了一些罕見的發育疾病，也可能產生了困擾當今社會的一些普通精神疾病，如自閉症和精神分裂症等。英國倫敦經濟學院的社會學家克里斯托弗·巴德科克對自閉症有著濃厚的興趣，他和同事就致力於研究基因印跡對自閉症的影響。

相反的病症巴德科克總是認為，自己跟別人比起來更有自閉症的傾向。「通過設備的診斷，很大一部分人都有這種傾向——尤其是男性，」他解釋道，「我對自閉症了解越多，就越覺得自己也是他們中的一分子。」巴德科克多年來對自閉症的興趣孕育出了一個全新的想法：「我突然發現自閉症的癥狀和偏執型精神分裂症癥狀存在很明顯的對稱性。」一些精神病患者缺少像自閉症患者表現出的那種對自我的感知，而表現為病態的狂妄自大。如果印跡與常見精神疾病的發生有必然的聯繫，那麼或許有一天，我們可以通過調節基因表達的藥物來治療這些患者。一種療法是通過RNA干擾來干擾基因表達。目前在美國加利福尼亞和克薩斯的臨床實驗中，研究人員就在測試一種RNA干擾療法，這種干擾可以降低與生長相關的腫瘤基因的表達。科學家不僅發現了基因印跡在精神疾病中的作用，還揭示出父母對孩子大腦和行為的影響具有不對稱性。英國劍橋大學發育生物學家E·巴里·克韋恩和同事發現，某些腦區幾乎完全由母源基因控制，而另一些腦區幾乎完全由父源基因控制。在正常小鼠胚胎只有幾個細胞的時候，研究人員把它們與只帶有親代一方染色體的兩細胞胚胎共同旋轉在培養皿中。結果這些小鼠胚胎要麼表達父方的基因，要麼主要表達母方的基因。父方影響佔主導地位的小鼠大腦較小，體型較大，下丘和隔膜（這些腦區負責維持能量平衡，並調控覓食、交配、情緒表達、攻擊等行為）的腦細胞富集；母方影響較多的小鼠體型較小，大腦較大——尤其是前腦的負責智力、複雜情應答、規劃的解決問題的腦區尤為明顯。

有其父必有其子長期以來，科學界一直以為孟德爾遺傳理論是我們理解所有遺傳問題的基礎，然而基因組印跡卻顛覆了這一認識。或許我們對人類的大腦需要一個全新的認識。這些發現顯示，來自父親的基因與本能行為的發育有關，例如覓食和交配；而來自母親的基因主要控制高級認識的發育。拉薩爾說：「母親對大腦的影響主要體現在語言和社會執行功能上。從某種意義上來說，這更複雜」。人類心理學研究也支持這些數據。2006年在《神經遺傳學雜誌》上發表的一項研究中多倫多貝克雷斯特醫院的心理學家招募了一些家庭參與研究，這些家庭中都必須有成年兄妹。研究人員對這些家庭成員進行了一系列測試，測試的任務要依靠某些特定腦區才能完成。結果發現，在涉及額葉、頂葉以及海馬區的任務中，兄妹與母親的表現很相似。這表明，運用這些腦區的技巧主要來自母親。不過作者也承認，孩子在這些技能方面與母親很相似，也可能是因為他們童年時與母親呆有一起的時間較長。不可否認的是，基因組印跡顛覆了生物學中一些最基本的信條。一個世紀以來積累的關於遺傳學、發育生物學和神經科學的研究成果，竟然都建立在一個並不可靠的遺傳概念之上——這意味著我們本以為對大腦有了全面的認識，但實際上我們對它知之甚少。我們再也不能把自己簡單地看成是父母結合的產物，實際上我們是在進化過程中由來自父方和母方的成千上萬個片段拼接而成的一個複雜的神秘複合體。一旦我們能夠確認這個複合體的每一部分——這本身就是個巨大的挑戰，接下來就要破解它們是如何組合到一起的。

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