logo 首頁 > 文匯報 > 教育 > 正文

【科學講堂】破解基因密碼 組合身體特徵

2018-10-24
■同卵生的雙胞胎可以幫助推斷DNA的哪些部分會導致這些孿生兒的某些特質;異卵生的雙胞胎卻不能做到這一點。 網上圖片■同卵生的雙胞胎可以幫助推斷DNA的哪些部分會導致這些孿生兒的某些特質;異卵生的雙胞胎卻不能做到這一點。 網上圖片

大家有看過1997年的電影《變種異煞(Gattaca)》嗎?電影描述了一個基因工程成熟的未來世界:人類已清楚了解了基因如何影響我們的身體狀況,因此不僅能夠利用每一個人的基因排列去預測這個人未來的體質及危疾風險,更可以在受孕時期藉由選擇適當的基因去讓父母「設計」他們的理想子女。現實世界中,克里克(Francis Crick)和沃森(James Watson)在1950年代發現了DNA的雙螺旋結構,打開了理解遺傳是如何運作的大門。六十多年後的今天,我們在這方面的進展又是如何呢?

字母組合決定身體特徵

先簡單談一談DNA和遺傳的關係。DNA是藏於細胞核中的一種很長很長的化學分子,由分別被稱為A、C、G和T四種不同的基本部件所造成,因此可以將DNA想像成一個由A、C、G和T組成的英文字串。在這個長字串上,不同位置的字母組合,會告訴我們的身體如何去製造不同的蛋白質(包括控制身體生化反應的荷爾蒙),因而決定了我們的各種身體特徵。比方說,在同一個字串位置上,不同的人可能會有不同的「英文字母」,造成了有些人長得高一點,或有些人更容易患上心臟病。

現在我們已經能夠分析每個人的DNA字串,不過字串上不同位置的詳細功用究竟是什麼,或是某一個特徵究竟是受DNA哪些部分所影響,卻不一定容易解答。以往一些研究會利用同卵生的雙胞胎去觀察他們的DNA有哪些特別之處,因為他們的基因應該是一樣的,再從而推斷DNA的哪些部分會導致這些孿生兒的某些特質。

比較排序找出致肥基因

隨荍畯怳尷R能力的提升、成本下降及所累積的基因數據愈來愈多,十多年前,科學家們開始了更大規模地分析人類的基因排序。在這些「全基因組關聯分析(Genome-Wide Association Study)」中,科學家將大量不同人的整段DNA互相比較,而不是只留意特定的部分。

例如我們可以將參與研究的人分為肥胖跟不肥胖兩個群組,再對比兩組人的基因排序有什洶ㄕP。如果在某一個位置上,肥胖的一組常見的基因跟不肥胖的並不一致,就可能暗示這個位置跟肥胖有關。

在最近的這幾年,科學家們更在研究如何綜合DNA上的資料去為每人提供一個「風險分數」。例如美國麻省總醫院的基因學家 Sekar Kathiresan 和他的團隊就為冠心病開發了這樣的一個分數:這個分數會參考每人DNA上660萬個位置,繼而評估每人患上冠心病的風險。Kathiresan 將這個分數應用於29萬位英國人身上,發現「拿下」最高分數的2.3萬人中,7%患有冠心病;其餘的人之中,這個比率只有2.3%。

在了解基因如何決定身體特徵這方面,幸運地我們已經有了不少的進展;不過要達到電影《變種異煞》的程度,看來還有一段距離。下次再和大家討論更多這方面的發展。

逢星期三見報

讀文匯報PDF版面

新聞排行
圖集
視頻