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研究:近朱者赤 環境影響基因表達

生活環境、親友以及個人心態 會與基因不斷地「對話」 改變基因的強弱表達 從而影響我們的習性、行為、身心與健康

人與社會互動的結果會進入細胞,並改變基因的強弱表達。(Fotolia)
人與社會互動的結果會進入細胞,並改變基因的強弱表達。(Fotolia)

【記者李熙/綜合報導】 美國知名科學作家戴維‧多布斯日前撰寫了《基因的社會生活——改變你的分子組成》一文,介紹了科學家們對環境影響基因表達研究的新進展,展現了基因的另一面。而早在中國古代「孟母三遷」的故事,就已經說明了環境對基因表達的重要性。

基因表達的專業解釋是,指細胞在生命過程中,把儲存在DNA順序中的遺傳信息經過轉錄和翻譯,轉變成具有生物活性的蛋白質分子。通俗說,即改變基因的運作方式。我們所生活的環境、鄰居、家人,以及自己的心態,會與基因不斷地「對話」,這些社會性互動的結果會進入我們細胞的控制室,並改變基因的強弱表達,從而影響我們的習性、行為、生理、心理與健康。

中國著名思想家和教育家孟子,小時候受居住環境影響,模仿送葬隊伍哭啼的樣子,和鄰家孩子玩做買賣的遊戲。孟母注意到孟子因為受不良環境的影響,在行為上有了偏差,曾經搬了3次家,終於成就了一位飽學高德的聖賢。可見環境對基因表達的影響是相當大的。

研究發現,不同「脾氣」的蜜蜂,會隨著環境的變化而改變「脾氣」。(Fotolia)
研究發現,不同「脾氣」的蜜蜂,會隨著環境的變化而改變「脾氣」。(Fotolia)

蜜蜂隨著環境改變「脾氣」

美國伊利諾斯大學阿巴納香檳分校昆蟲學系的基恩‧羅賓遜(Gene Robinson)教授進行了一項實驗,以驗證兩種不同「脾氣」的蜜蜂,是否會隨著環境的變化而改變「脾氣」。

科研人員把非洲蜜蜂的幼體放進義大利蜜蜂的蜂窩裡,同時把義大利蜜蜂的幼體放進非洲蜜蜂的蜂窩裡,進行行為觀察和基因研究。結果發現,非洲小蜜蜂變得如義大利蜜蜂一樣溫和,而義大利小蜜蜂變得如非洲蜜蜂一樣凶猛。

其實在這個實驗之前,羅賓遜已經在許多實驗中發現了類似的改變。他懷疑,改變的根源就在基因上,但基因並不會在一個生命體一生中就發生改變,那麼生活方式或許會改變基因的運作方式,也就是說影響基因的表達,從而改變生物體的行為習性。

非洲淡水魚伯氏妊麗魚群中,頭號雄魚要比第二號雄魚體積大、吃得多、領地廣,同時享有最大的繁殖權,其外表也與眾不同,身上條紋色彩特別鮮豔。美國斯坦福大學生物學家羅素發現,把魚群中的頭魚撈走後,二號雄魚會迅速做出大規模基因表達的反應——體積在短短的幾小時內就能增長20%,並且身上也開始出現紅藍的鮮豔條紋。

是什麼在調控基因的表達?

生物的習性與行為會受到基因的影響。即使同卵雙胞胎也會有很多不同,這是因為基因的表達程度不一樣。有些基因表達得強,有些表達得弱,有些甚至處於靜默狀態。科學家們認為,在基因組中除了DNA和RNA序列以外,還有許多調控基因的資訊,它們雖然本身不改變基因的序列,但是可以通過基因修飾,去影響和調節遺傳基因的功能及特性,並且通過細胞分裂和增殖週期影響遺傳。

我們體內的一些基本的生物學事件,比如在子宮內生長組織、進入青春期或停止生長,都是受這些輪流啟動的開關所控制。其他時候,基因的表達則會隨著人體環境的變化而變化。

傳統理論認為,環境對調控基因表達的影響不大。但越來越多的研究結果正在推翻這種假設,蜜蜂的試驗就是例證。生理、心理學家們也從人類身上取得了一些實驗成果。

研究人員在承受各種壓力的人身上發現類似的基因表達模式。他們發現,比起各種精神或生理壓力,孤獨感最具破壞力。一個對被虐待兒童的研究顯示,如果他能得到適當的社會性支持,知道有人在關心他、支持他,那麼這種密切的社會聯繫就可以減少其80%左右的健康風險。

杜克大學生物學家葛列格‧雷說,社會生活的確能夠深刻地改變基因表達,而這種基因表達的迅速與規模之大是我們所無法想像的。

基因表達決定你是誰

如果環境能從某種程度上左右基因的表達,那麼是不是有些疾病真的是由環境引起的?我們是否可以通過改變環境來控制基因呢?

科學家們已經發現,個人的感覺、情緒、思想和心態,都會影響到基因的表達。比如人類的免疫系統失衡是影響健康的一大問題。在通常情況下,健康的免疫系統會啟動來對抗感染或者治癒你的傷口,但那些備受精神壓力、心境孤獨的人,其免疫系統也可能會胡作非為,讓你罹患癌症或者讓高熱燒壞你的腦子。

基因表達的變化也能讓人變瘦或變胖。日前,美國洛約拉大學史迪奇醫學院的研究人員對近2千名學生進行了調查,結果發現:一個體重超標的學生,如果交了一個瘦朋友,那麼日後瘦下來的可能性達到40%;但如果他交了一個身材跟他差不多的朋友,那麼其日後能夠瘦下來的可能性只有15%。

一般認為,環境一次只能增強或減弱寥寥幾條基因的活性。但羅賓遜懷疑,一個人的社交環境或許能對基因施加強大的影響。簡單地說,你和誰經常在一起、和你在一起的人行事風格如何,這些都將顯著地影響你的基因,而你的人格也因此改變。也就是說,決定你是誰的並不是基因,而是基因表達。而基因表達的不同有賴於你的生活經歷。◇