隨著尖端技術對DNA世界的探索,越來越明顯的是,基因不僅僅用於遺傳性狀。他們對外界刺激做出反應和改變,情緒創傷給他們留下了傷疤。
被盜的基因甚至可以加速進化。近來,首創的研究發現了教育和寵物方面的壞消息,以及以前無法治癒的疾病的突破性成功。
10巧克力拉布拉多犬的壽命縮短
拉布拉多犬仍然是最受歡迎的品種之一。在黑色和黃色的狗之後,巧克力拉布拉多犬是最搶手的。然而,對狗的需求可能會殺死它們。
它們美麗的棕色外套是隱性基因的結果。這意味著父母雙方都必須具有隱性巧克力基因才能產生巧克力垃圾。結果,基因庫正在枯竭。
2018 年,英國的一項大規模獸醫研究評估了各種拉布拉多犬的健康狀況。結果發現,棕色品種死得更快。平均而言,非巧克力拉布拉多犬的壽命延長了近 15 個月,達到 12.1 歲的成熟年齡。
這項獨特的研究還確定,縮小的巧克力基因更容易患上嚴重的疾病。培育這種有吸引力的顏色似乎集中了具有較高耳朵和皮膚疾病風險的基因。這些可以添加到所有拉布拉多犬容易出現的遺傳問題中,包括暴飲暴食和關節狀況。[1]
由於僅分析了世界上一小部分巧克力拉布拉多犬,因此有嚴重問題的狗的數量可能會更高。
9自病毒科
2018 年,科學家們分析了麻薩諸塞州海岸附近的海水。他們的發現為這本關於病毒的書增添了可怕的一章。樣本揭示了一個無法通過正常科學手段檢測到的未知病毒家族。
它們屬於鮮為人知的無尾病毒組。(大多數其他人都有雙鏈 DNA,或「尾巴」。)令人不安的是,分析表明,稱為 Autolykiviridae 的新科在海洋中占主導地位。
當他們不尋常的 DNA 與基因庫中的樣本進行比較時,結果令人吃驚。Autolykiviridae 被證明是一種兇猛的細菌捕食者,它不僅存在於海洋中,還存在於人類的胃中。為什麼這種病毒會在人體內徘徊仍然是個謎。[2]
Autolykiviridae 確實在談到病毒進化的極其不完整的歷史時做了一些修補。具有諷刺意味的是,它們似乎與一個古老的病毒分支相關聯,該分支具有阻止它們感染細菌的特定蛋白質外殼。
8智能基因被推翻
一個長期存在的信念是,有天賦的人無論他們的經濟背景如何,都會在他們的才能上出類拔萃。所謂的「聰明基因」被認為使這些人在教育方面具有優勢。然而,一項新的研究表明,基因排在第二位。
研究人員分析了數千人的 DNA、教育水平和成功。令人不安的是,這表明富有的父母,而不是天才,給了後代更好的生活成功機會。
科學家們確定了那些具有高遺傳潛力的人,並發現在出生於低收入家庭的人群中,只有約 24% 的人從大學畢業。與之形成鮮明對比的是,63% 的有錢父母的天才學生畢業了。
然後研究人員研究了遺傳分數低的研究對象。那些父母收入高的人畢業率約為 27%,超過了來自低收入背景的最有才華的群體。[3]
遺傳學和經濟學之間的聯繫仍然是一門零散的科學,但這項研究令人擔憂。簡而言之,它突出了潛力的浪費——不是因為基因(兩組都有相似的基因數據),而是因為聰明的人陷入了更少的經濟機會。
7哈士奇的藍眼睛已解決
2018 年,研究人員將注意力轉向龐大的基因資料庫。它是由一家公司收集的,該公司使用狗的唾液向主人提供他們寵物的祖先報告。
該團隊梳理了基因圖譜,以了解更多關於犬類遺傳學的信息——特別是為什麼像西伯利亞哈士奇這樣的狗有藍眼睛。比較了超過 6,000 只狗和 200,000 個遺傳標記。
大多數情況下,事情仍然是隨機的,以至於不起眼。然而,不久之後,某些狗開始在 18 號染色體上的同一區域排隊。它們是帶有藍色眼罩的犬科動物。[4]
調查人員放大了這個補丁,尋找可能解決整個問題的突變。他們發現了遺傳學中從未見過的東西。在哺乳動物中負責眼睛發育的正常基因附近是另一個稱為 ALX4 的基因。後者不知何故複製了自己,而這種怪癖是造成令人嘆為觀止的沙啞凝視的原因。這種未知突變不會導致人類或任何其他已知物種出現藍眼睛。
6魚叉DNA的細菌
細菌是不惜竊取外來 DNA 以適應新環境的倖存者。科學家們一直都知道這種非凡的能力,稱為「水平基因轉移」。
儘管這一過程從未被目擊過,但人們普遍認為,這些生物體使用稱為菌毛的鞭狀手臂來搶奪雜散的 DNA。該動作仍未被發現的原因是菌毛的體積很小——不到人類頭髮寬度的 0.01% 。
答案是螢光染料。2018年,一種霍亂細菌和一些DNA被染色並在顯微鏡下觀察。在一段非凡的視頻記錄中,首次捕捉到了這種掠奪性行為。
發光的細菌不知何故感應到附近的一點 DNA,抽出一根菌毛。目標有點不穩定。然而,細菌捕獲了基因零食並食用了它。菌毛直接將 DNA 填充到細菌中,以加速其自身的進化。[5]
科學家希望儘可能多地了解水平基因轉移是有原因的。將來,它可能有助於對抗抗生素耐藥性細菌。
5跳舞DNA之謎
在細胞核內,有功能的 DNA 被稱為染色質,類似於繩子上的珠子。以前的研究檢測到染色質的運動。但他們無法回答這怎麼可能,更不用說為什麼會發生了。
2018 年,研究人員進行了模擬以解開這個謎團。令人難以置信的是,這項工作揭示了過去檢測到的輕微運動類似於精心編排的排舞。看起來好像細胞核決定一切都必須移動,之後染色質會朝所需的方向移動。
為了移動,染色質上的「珠子」會膨脹和收縮,相鄰的弦通過細胞核內的液體感覺到。這導致它們在同一方向上對齊,並最終啟動遺傳物質流向所需的地方。[6]
遷移DNA背後的目的仍然未知。但研究人員懷疑這可能與基因的工作、轉化和複製方式有關。
4新的人類 DNA 形狀
在遺傳學的世界裡,雙螺旋可能是最著名的圖像。然而,在 2018 年,研究人員震驚地發現人類 DNA 可以扭曲成另一種形狀。
與雙螺旋的柔和開瓶器相反,新人像一個扭曲的結,而且要複雜得多。在科學術語中,它被稱為插入基序(i-motif)結構。在實驗室測試中已經懷疑它的存在,但這些結構在活細胞中出現還是第一次。
研究人員開發了一種螢光抗體,可以照亮這些結構。第一次觀察時,這些結表現得很奇怪。他們眨了眨眼。這證明了 i-motifs 積極地生長、溶解,然後再次形成。
它們出現的時間和地點為這些結的作用提供了重要線索。當後者的 DNA 被「讀取」以獲取功能信息時,它們會在較老的細胞中開花。此外,i-motifs 更喜歡基因被激活或關閉的區域。[7]
所有這些都表明,這些結在基因是否被讀取方面發揮了作用。如果是這樣,這種 DNA 形狀對健康細胞至關重要,異常的結可能會導致疾病
3注射治療失明
2018 年宣布了基因治療的重大突破。它涉及一種簡單的注射來治療脈絡膜血症,這是一系列眼部疾病,也是無法治癒的失明的最常見原因。
這項開創性技術在 14 名患有這種疾病的患者身上進行了測試,這種疾病是遺傳的,通常是遺傳的。該療法依賴於一種含有缺失基因的病毒,該病毒通過注射被輸送到眼睛後部。該程序旨在影響視網膜中的神經細胞。
在這些患者中,12 名患者沒有因基因校正而產生副作用。令人難以置信的是,他們的視力停止惡化,並且在某些情況下得到了顯著改善。更重要的是,五年後,沒有人出現再次失明的跡象。[8]
如果沒有這種療法,大多數測試對象會隨著時間的推移失去視力。世界上第一個失明基因治療試驗的成功為以同樣的方式治療其他疾病鋪平了道路。
2性虐待傷痕 DNA
法院系統可能很快就會有另一種方式來確認兒童性虐待。2018 年的一項研究發現,這種童年創傷可能會在受害者的 DNA 上留下分子疤痕。
測試對象都是男性,包括小時候遭受過虐待的人。在遺傳學中,甲基化是一個過程,它已經為警方提供了一個在犯罪現場留下 DNA 的人的年齡估計值。它還充當調光工具,影響基因被激活的程度。
相比之下,受害者的甲基化表現出與經歷安全童年的男性明顯不同。受害者的 8 個 DNA 區域變暗,其中一個區域高達 29%。
這對於那些被虐待但不相信的人來說是個好消息。將來,這種改變的甲基化特徵可能會在法庭上被接受,作為確實發生過創傷的證據。在男性的精子中發現了該特徵,這為未來的研究提出了關於虐待兒童是否會給下一代帶來遺傳傷疤的問題。
1美國宇航局的太空雙胞胎
斯科特和馬克凱利是美國宇航局唯一的一對同卵雙胞胎太空人。這使得它們作為測試對象很有價值——特別是在觀察空間如何影響人體方面。
斯科特被送入太空一年,而他的兄弟仍在地球上。當斯科特在 2016 年回來時,這對雙胞胎不再那麼相同了。斯科特更高、更輕,並且擁有不同的腸道細菌。他的基因發生了奇怪的事情。
2018 年,NASA 發布了一份關於他們初步調查結果的聲明。太空旅行的嚴酷似乎激活了無數的「太空基因」。大多數在地球上恢復正常,但有些沒有。
改變的物理過程包括斯科特的視力、骨骼形成和免疫系統。與缺氧和 DNA 修復相關的基因似乎也發生了改變。
美國宇航局想要了解為什麼斯科特近 7% 的基因表達在回到地球多年後沒有恢復正常的背後的確切生物學。這些信息可以允許更安全的長期任務。超過 200 名科學家現在正在處理這些數字,以研究凱利兄弟的答案。