黑猩猩：人類的鏡子

盡管黑猩猩基因組圖譜與人類的相差只有4%，但人類并不能由此回答自己何以為人

如果說，人類基因組圖譜是包含人體生命一切奧秘的天書的話，那么，我們周圍千千萬萬種其他生物的基因圖譜都可以被看作是用來解讀這本天書的參考書目。而在這些“參考書”中，我們的近親靈長類動物的基因圖譜顯然又是最具參考價值的。

9月1日和2日，兩本權(quán)威的科學(xué)類雜志——英國的《自然》和美國的《科學(xué)》分別刊出了同一主題的兩組文章。全世界20多個科研機構(gòu)的67名科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表了黑猩猩基因組序列草圖，以及它與人類基因組作比較得到的部分初步結(jié)果。在《科學(xué)》雜志上，幾個參與研究的科學(xué)家對這一事件發(fā)表了評論。

“我們最近的親戚黑猩猩基因組序列草圖的發(fā)表，代表了一個意義深遠的科學(xué)里程碑。”牛津大學(xué)威爾康信托人類遺傳研究中心的西蒙·費希爾(Simon Fisher)博士說，“……因為它為科學(xué)家研究‘人類為什么是人類’這一問題，提供了至關(guān)重要的新資源。”

黑猩猩“排行”老四

當(dāng)“人類基因組計劃”于1991年全面展開，這一計劃的籌劃者十分明智地把對其他物種的基因組序列的研究納入到這個宏偉的研究工程當(dāng)中。那時，設(shè)想的惟一非人類哺乳動物基因組是試驗用小鼠的基因組。

盡管小鼠基因組研究在解讀人類基因序列方面的相關(guān)作用是無疑的，但一些生物學(xué)家對于非人類靈長動物基因組沒有包括在研究計劃之內(nèi)感到很失望。人們已經(jīng)從黑猩猩與人類DNA的比較中預(yù)測到兩者的基因組會有更多的相似。毫無疑問，要了解促成人類之“獨一無二”地位的基因基礎(chǔ)，免不了要把人類基因組和大型猿類基因組做一個詳細的比較。

1997年，提出研究黑猩猩基因組必要性的文章正式發(fā)表了。其后幾年，關(guān)于黑猩猩和其他大型猿類(比如倭黑猩猩和大猩猩)的研究開始增多，這些科學(xué)家主要基于三個目的：首先，了解基因組DNA對人類和大型猿類進化的貢獻；其次，促進我們對人類和猿類基因組不同層次(從分子到行為到疾病狀況)的理解；第三，協(xié)助保護我們?nèi)祟愖罱摹坝H戚”。

科學(xué)家用了超過10年的時間才繪制出人類基因組序列草圖。隨著技術(shù)的進步，基因組測序的時間和費用都顯著降低。2002年1月，美國人類基因組研究所決定把黑猩猩列入最優(yōu)先資助的測序項目，測序工作隨之開始。到2003年12月，科學(xué)家已經(jīng)完成了黑猩猩基因組草圖的測序工作。但隨后，科學(xué)家又用了一年半時間對黑猩猩基因組和人類基因組進行比較，因此，直到現(xiàn)在才將它正式公布。

在此期間，科學(xué)家于2002年和2004年分別正式公布了小鼠和大鼠的基因組草圖，黑猩猩成為了第四種被測定、公布其基因組數(shù)據(jù)的哺乳類動物。

“4%的差別”并不小

在眾多科學(xué)家的共同努力下，我們現(xiàn)在得到了常規(guī)黑猩猩基因組的序列草圖以及它與人類基因組的具體比較。這個成果包括比較基因組異同而得到的延伸信息，幫助回答在基因組和人類進化機制研究中的幾個重要問題。

研究顯示，黑猩猩和人類共享著近99%的功能性基因；如果把DNA序列的“插入”和“刪除”(即一段DNA被插入了一個物種的基因組，或者一段DNA整個地從基因組中刪掉)考慮在內(nèi)，兩者的相似性則變成了96%；人類與黑猩猩有29%的共同基因編碼生成同樣的蛋白質(zhì)。科學(xué)家在論文中說，人類與黑猩猩在600萬年前由共同祖先分別進化后，其蛋白質(zhì)體系只經(jīng)歷過一次主要變化，兩者之間的差異只相當(dāng)于兩個不同人之間基因組差異的10倍。

人類與黑猩猩基因組只存在“1%”或“4%”的差異成了大眾感興趣的話題。但實際上，“4%的差異”并非如我們所想象的那么小。

“研究表明，人類和黑猩猩的基因組中含有大約30億個堿基對，總共有大約3500萬個堿基對存在差異(即1%的功能性基因存在差異)。而人與人之間大約有300萬個存在差異。‘1%’已經(jīng)不算小，要看絕對數(shù)量，3500萬個已經(jīng)很多了。”人類基因組計劃參與者之一、來自北京人類基因組研究所的于軍研究員告訴本刊記者。

在《科學(xué)》上發(fā)表評論的研究者、加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)和細胞/分子醫(yī)學(xué)教授阿及特·瓦奇(Ajit Varki)也對本刊表示了同樣的看法。“人與黑猩猩在基因上的差異決不能說是很小。”他強調(diào)說。實際上，老鼠與人類的基因組相似比例也達到了80%以上。

我們何以為人？

“作為一些原始材料，黑猩猩基因組序列草圖的完成將幫助科學(xué)家勾勒出‘我們何以為人’的原因。”俄亥俄州克利夫蘭市凱斯西保留地大學(xué)的遺傳學(xué)家馬克·阿丹姆斯(Mark Adams)的這句評論很快成為大眾津津樂道的話題多年來，人們都一直嘗試從哲學(xué)和科學(xué)兩方面來尋找這樣一個吸引人的基礎(chǔ)性問題的答案。

我們真地可以通過DNA研究來回答“我們何以為人”嗎?“否!”阿及特·瓦奇回答得很堅決：迄今對于人類和黑猩猩基因組的比較，尚不能回答諸如兩足行走、人的大腦、語言能力和抽象思維，以及人類所擁有的其他獨特能力的遺傳基礎(chǔ)是什么。

這個回答可能很令人失望，但它卻是事實。“我們現(xiàn)在只知道人類和黑猩猩的最大差別在于腦(人類的腦容量遠遠多于黑猩猩)，其他還有很多差別，但我們對其他差別還不太清楚。科學(xué)家期望能夠在基因上找到答案但這絕不是找到一兩個基因就能解決的問題。”于軍告訴本刊記者，即使是尋找從黑猩猩進化到人類的軌跡，我們通過比較黑猩猩和人類的基因組也只能知道一個概況，因為我們永遠缺少一個中間環(huán)節(jié)類人猿的基因組。

于軍認(rèn)為，新聞報道中過多地夸大了這一新聞事件對于認(rèn)識人類本身的作用。“黑猩猩基因組的繪制完成，最重要的是跟人的基因組進行對比，以后服務(wù)于人類的醫(yī)療和健康從黑猩猩身上，可以看到哪些是我們祖先就有的基因，我們就知道，哪些基因的變化或不同是一直都有的，哪些是人類特有的，哪些可能會與疾病有關(guān)，哪些其實不會對我們的健康構(gòu)成威脅。”