基因也會“作弊”

木木

我們都知道，人類的延續是基因的代代相傳，然而在這個過程中，你想過基因也會“作弊”嗎？

人體每個細胞里都有23對染色體，一半來自父親，一半來自母親，這些染色體通過減數分裂（生物細胞中染色體數目減半的分裂方式），讓其中一半進入生殖細胞，傳給下一代。

依照遺傳學經典定律，在減數分裂中，無論染色體的著絲粒是大是小，它們最初的分裂過程是隨機而公平的。可是，不久前，美國賓夕法尼亞大學的一個研究團隊發現，哺乳動物卵母細胞內的某些自私的基因在減數分裂的過程中，存在“作弊”行為。

研究人員通過將包含強著絲粒的老鼠與包含弱著絲粒的小鼠雜交實驗，得到了可以同時生成包含強、弱著絲粒卵母細胞的小鼠。隨后在對23個同時包含強、弱著絲粒的卵母細胞的減數分裂過程進行觀察時，他們驚奇地發現，有21個卵母細胞會成為所謂的“極體”，它們最終會被降解，但其染色體不是隨機分離的——包含強著絲粒的染色體在即將成為極體時，如果發現自己要被“淘汰”，就會主動切斷自己與紡錘體（形似紡錘，產生于細胞分裂前初期到末期的一種特殊細胞器）之間的連接，并隨即切斷弱著絲粒與紡錘體之間的連接，然后重新分配二者在卵母細胞中的位置，并重新與紡錘體建立連接，最終使自己進入卵母細胞的幾率大大增加（如下圖）。

這聽起來是否有些匪夷所思，打個比方，這就像兩個小朋友玩“剪刀石頭布”，贏了的才能活下去，結果當一個小朋友贏了，但另一個小朋友卻耍賴不認賬了，并強烈要求再來一次，不管對方同不同意。

那么，在23對染色體中，一些包含強著絲粒的染色體又是如何“自私自利”，在減數分裂中搶占有利位置的呢？

研究人員發現，之所以會出現這一現象，是因為，在小鼠卵母細胞上即將形成極體繼而被降解的那一側，存在著大量的CDC42蛋白，這種蛋白可以將連接紡錘體以及著絲粒的微管蛋白酪氨酸（一種重要的營養必需氨基酸，對人和動物的新陳代謝、生長發育起著重要的作用）化，使之變得脆弱。

同時，強著絲粒對于CDC42蛋白的酪氨酸化非常敏感，因此，在靠近極體的時候，強著絲粒與紡錘體之間的連接就會逐漸變弱，而弱著絲粒幾乎完全不受CDC42蛋白的影響，只會聽從“命運”的安排。

因此，當強著絲粒發現自己要被“淘汰”時，就會主動切斷與紡錘體之間的連接，并迫使相應的弱著絲粒與紡錘體之間的連接也斷開，然后重新分配。只有這樣，強著絲粒才會有更大的幾率生存下去。研究人員說，“如果你是一個自私的著絲粒，并發現自己對著錯誤的方向，你就需要趕緊松手，跑到另一邊去，只有這樣，你才能贏。”

物競天擇，適者生存。如果連染色體尚需競爭才能上位，作為我們人類，是不是應該更努力呢？