有些遺傳病與基因競爭有關

中西醫結合/現代醫藥

文/郭伽(中國醫學科學院藥用植物研究所研究員)在發育生物學家看來, 懷孕的過程就是父母雙方基因溫柔激情的結合。由於父母每一方的基因都在競爭控制懷孕中的胚胎, 因此這是一場從受精卵開始就在進行著的適者生存的競爭。從卵子受精開始到胎兒各種器官形成的期間, 在基因複製的過程中如果出現差錯, 發育中的胎兒就會患上嚴重疾病或死亡。父母親基因競爭影響胚胎生長牛津大學的羅伯特遜是首次辨認出胎兒的一個基因從父母的基因複製出來的學者。為了研究各種基因在老鼠正常生長和發育中的作用, 她通過去除老鼠特定基因的辦法, 來瞭解被去除的那個基因是如何影響正在發育中的老鼠胚胎。1991 年, 羅伯特遜的研究組報告了有關Igf2 基因的不尋常發現。Igf2 基因的功能是表達合成一個名為胰島素樣生長因數II(IGF-2) 的蛋白質。這個蛋白質對正在發育中的胎兒的很多組織的生長起重要作用。當他們去除雌老鼠的Igf2 基因後, 出生的幼鼠是正常的。但是, 當他們去除雄老鼠的Igf2 基因後, 胚胎只能生長到正常胚胎大小的60% 。毫無疑問,當這個基因來自父親時, 它對於胚胎的生長就是必需的。這是在父母親的基因之間有競爭的重要證據。父親和母親的其他基因同樣存在著衝突。同是在1991 年, 維也納分子病理學研究所的巴羅研究組發現, 像Igf2 基因一樣,Igf2r 基因也是胚胎從父母基因複製出來的基因。當他們去除雌老鼠的Igf2r 基因後,胎兒生長特別大, 並且在出生前就會死亡。當他們去除雄老鼠的這個基因, 胎兒沒有出現異常的生理缺陷。人類具有和羅伯特遜等人在老鼠體內發現的已知其基因功能相對應的基因。當在基因複製的過程中出現差錯時, 其結果對於人來說就是一場災難。例如, 當從父母親的Igf2 基因複製的基因都被錯誤地打開處於蘇醒狀態時,胎兒就會得到雙倍劑量的生長因數。這種異常模式的基因複製會引起貝克威思- 威德曼綜合徵。患有這種病的孩子在出生時的體重要比正常孩子的體重高50% 。除了可能生長異常外,他們還有異常大的頭顱和增加發生自閉症的危險。但是,相反的基因複製差錯也會發生。如果父親的Igf2 基因被錯誤地關閉處於休眠狀態,胎兒不能按本應該有的方法從母親那裡獲得營養物質。這個胎兒在出生時的體重就要比正常新生兒低。基因複製出錯容易患精神類疾病到目前為, 在已經發現的大約100 個從父母親基因複製的基因中, 包括Igf2 基因在內約有一半基因的功能是表達頭部蛋白質的合成。這樣就產生一個問題, 如果控制頭腦結構和功能的基因在複製時出現差錯, 是否會引起胎兒出現精神類疾病。答案是肯定的。例如, 今年日本大阪大學的研究人員發現, 在一些精神分裂症患者的頭腦裡缺少一種名為ARHGAP33的蛋白質。由於這種蛋白質的功能是向腦神經細胞輸送營養物質, 沒有這種蛋白質會引起腦功能障礙, 進而發生精神分裂症。這是基因複製錯誤引起患者發生精神分裂症的一種實驗證據。加拿大西蒙夫雷澤大學的克雷斯皮認為, 在複製胎兒頭部的基因時,父母親雙方基因競爭引起的紊亂能夠解釋包括自閉症和精神分裂症在內的一些精神疾病的起源。根據大量的研究證, 除了基因複製差錯會對胎兒發育產生不利的影響外, 只有在適當的環境裡基因才能正常地表達其功能。在受到污染的環境裡, 一些本該關閉處於休眠狀態的基因可能會打開而處於蘇醒狀態, 而另一些本該打開處於蘇醒狀態的基因可能會被關閉處於休眠狀態。這都會對胎兒的發育產生不利的影響。因此,胎兒的命運是由基因和環境因素共同決定的。從上述研究證據可以看出, 即使父親和母親沒有遺傳性疾病, 由於在他們的基因之間發生的競爭會使基因複製出現差錯, 就可能生出帶有先天性缺陷的孩子。同時, 環境中的污染物也會對孩子的發育產生不利的影響。這都是父母親不可能控制的問題。因此, 為了避免這類災難的發生, 在懷孕期間提早對胎兒進行優生篩選檢查就是准父母必須承擔的社會責任。

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