人类基因数为甚么大大“缩水”
【大澳门威尼斯人赌场官网2月28日电】２月１２日，参与人类基因组计划的６国科学家宣布了有关人类基因组的初步研究结果，其中有一项内容引起了公众和媒体的广泛关注，人类基因为什么不是原来预计的８万至１０万个，而是只有３‧５万个左右（这是人类基因组计划估计的数量，塞莱拉公司的估计数为３万个）。为甚么会这样？南方周末刊载张田勘的文章对此做了分析。
文章援引国家人类基因组北方中心研究员沈岩的话说，这个事实并不奇怪，早先的估计都只是一个大概的预测，它反映了基因和生命科学研究的一个过程，即由浅显到深入、由简单到复杂、由模糊到精确的过程。一般人提这个问题不奇怪，但如果专业人员也提这个问题就奇怪了。
为了进一步解释这一现象，文章简要回顾了基因和生命科学的研究历程。直到１９７８年，科学家才克隆了人类的第一个基因，到２０世纪８０年代，科学家克隆的人类基因数不过１０００个，到了９０年代由于有了互补ＤＮＡ（ｃＤＮＡ）的测序，人们对基因才有了更多的了解。也正是在１９９０年，美国政府批准了由诺贝尔奖获得者、美国科学家杜尔贝克等人提出的人类基因组计划，并通过当时已获得的知识和对基因初步了解的情况，估算人类基因组大约有１０万个基因。
其实今天人类基因组公布的约３‧５万个基因，也并不是最后的和精确的人类基因数，它以后还会变化。原因在于，第一，两大人类基因科学家小组（包括美英中等６国科学家在内的公立人类基因组和以文特尔为首的塞莱拉公司研究小组）目前对人类基因数的看法还不统一。第二，也是最重要的，人类对基因的认识还将深化和发展，研究还要深入，所以人类基因数还没有最后确定，还有可能变化。来自２２号与２１号染色体的启示
文章特别提及以下两件事：一是１９９９年冬人类第２２号染色体的破译和２０００年春人类第２１号染色体的破译，二是在这两条染色体破译之后，有关科学家对人类基因数量的打赌。
１９９９年１２月１日人类基因组科学家宣布，第２２号染色体被全部破译。第２２号染色体是人体２３对染色体中第二小的染色体。对２２号染色体上３３５０万个碱基对的测序，发现了６７９个基因，其中有５５％是人们以前不知道的。这些基因主要与人的先天性心脏病、免疫功能低下、精神分裂症、智力低下和许多恶性肿瘤如白血病等有关。
研究人员同时发现，在第２２号染色体的１２个ＤＮＡ片段中，最长的一个片段有２３００万个碱基对，这也是人类基因组测序研究获得的最长的ＤＮＡ片段。此外第２２号染色体的基因长度是长短不等的，范围从１０００碱基对到５８‧３万碱基对，平均长度为１９万碱基对。这一成果使得科学家对原来估计的１０万个基因产生了极大的怀疑。
因此，根据对第２２号染色体基因密度的推算，有科学家推测，人类的基因总数将不超过８万个。此外在２２号染色体上测得的６７９个基因中，有５４５个是功能基因，另外１３４个是假基因。这个时候基因数便开始“缩水”了。
２０００年５月８日，人类基因组科学家又宣布他们基本上绘制出了第２１号染色体的基因图谱，并且得知白血病、唐氏综合症（先天性痴呆）、肌肉萎缩性侧索硬化症、阿尔茨海默氏症（早老性痴呆）、躁狂性抑郁症以及部分癌症都与第２１号染色体有关。
对２１号染色体所含的基因数的统计表明，它比２２号染色体的基因数少得多，只有２２５个。因此可以证实第２１号染色体是人类最小的染色体。这样，２２号的６７９个基因和２１号的２２５个基因相加，也不超过９００个，但如果只算有功能的基因，２２号与２１号染色体相加则不超过８００个。而人体只有２３条染色体，人类有多少基因已经比较明朗了。一美元赌人类的基因数
在这种情况下，在各国科学家之间的一场打赌游戏开始了。在美国纽约冷泉港召开的一次会议上，他们规定了打赌的赌注，只有象征性的一美元，并说明预计在２００３年基因组计划揭晓时获胜者除能获得所有赌金外，还将得到由ＤＮＡ双螺旋结构发现者之一詹姆斯‧沃森亲笔签名的《双螺旋》一书。
德国分子生物技术研究所的安德烈‧罗森塔尔首先认为，人类的全部基因不会多于４万个。其推算基础是依据第２２号和２１号染色体的基因数量。之后，美国华盛顿大学的研究人员菲尔‧格林对已经测序完的第２２号染色体的ＤＮＡ序列作了３种独立的计算后认为，人类的基因只有３‧５万个。
而法国国家基因测序中心的研究人员休格尔‧克罗利尔将人类的ＤＮＡ序列与淡水河豚的ＤＮＡ序列进行比较后认为，人的基因只有３万个，精确的估计是在２７７００至３４３００个之间。这两位研究人员还用果蝇、线虫为旁证。已知果蝇和线虫大约有１‧５万个基因，而人类的基因数量可能是它们的４倍，约６万个。但在长期的进化中人类可能还会丢失一些无用的基因，因而可能是３至４万个。今天的事实证明，他们的估计是比较准确的。
有趣的是，美国人类基因组计划研究所所长、人类基因组计划首席科学家弗朗西斯‧柯林斯同意华盛顿大学研究人员格林的估算，出一美元把赌注下在４８０１１个基因上面。德国的罗森塔尔的一美元赌的是３８０００个基因。但洛克菲勒基因研究所的约翰‧夸肯布什则根据该研究所的研究结果将一美元的赌注下在１１８２５９个基因上。
当时的猜测和分析认为，之所以有４万到１１万基因这样的差别，是因为除了研究方法不同外，私人基因公司（塞莱拉）与公共资金资助的基因组研究机构有不同的目的。前者高估基因数是为了今后申报更多的专利以获得巨额财富，而后者则认为应当向全社会无偿提供人类基因的所有资料。更少的基因，更多的复杂性
人类基因数如此之少，意义何在？文章着重列举了两大基因科学家小组的领军人物的评价。
人类基因组计划首席科学家柯林斯认为，人类基因数比预计的少得多说明，人类在使用基因上很节约，与其他物种相比更高效。与过去一个基因编码一种蛋白的假设相比，看来每个基因平均负责制造三种蛋白。人类不是靠自我开发新基因来获取新功能，而是通过重新编码或扩充已有的可靠资源来达到创新的目的。也许柯林斯在为基因数打赌之时就预感到了下注的正确，并想好了今天的“解说词”。
塞莱拉公司的首席科学家文特尔认为，人类基因数比预计的少得多表明，它改变了科学家原来的一种基因与一种疾病有关的观念。今后用于诊断疾病的基因检测将被蛋白质检测代替，因为后者更为精确。两位科学家的观点可谓异曲同工。
中国国家人类基因组北方研究中心研究员姚志建则说，人类基因比原来估计的少说明，人类的基因可能更有效一些，因为人的性状比果蝇要先进复杂得多。中国科学院遗传所张猛博士也认为，人类基因比预想的少说明生命科学是最复杂的科学，非线性很强。
文章认为，基因数目的多少并不一定决定生物的复杂性和进化程度的高低，而决定生物复杂性的根本原因在于，基因是如何表达和被管理的。例如黑猩猩的基因只与人类的基因有２％的差别，但两者的差距却是天壤之别，关键就在于基因的表达和管理。从这个意义上讲，国家人类基因组北方研究中心研究员沈岩的阐述也许更有意味。
他说，要问基因数目比预料的少意味着什么，还不如反过来问，基因数目比预料的少“不意味着什么”。在这个“不意味着什么”里包含着下一轮生命科学的研究方向。基因数目少，并不意味着蛋白质功能少或简单。举一个例子，由同一基因编码的同一蛋白质如果结构或形状不同，也会有不同的功能，甚至相反的功能。
专家普遍认为，随着ＤＮＡ测序工作的初步完成，生命科学已开始步入后基因组时代。对生物功能的主要承担者蛋白质的研究将成为生命科学的主要内容，因为细胞内的很多功能和现象很难在基因组水平上得到反映。
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