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何杜娟

2019-01-18 19:18 来源:天津新闻网

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基因突变能让人多读书吗

2019-01-1807:46 来源:中国青年报

63年前,爱因斯坦的大脑被切成240块,浸泡在装满福尔马林的玻璃罐中。在高精度显微镜下,一个又一个神经学家仔细研究过这位天才的大脑,反复观察每一道褶皱和沟回,试图找出异乎常人之处。最终没有任何有价值的发现。

智慧从何而来,因何不同——从研究大脑体积到神经差异,科学家探究的目光越来越微观。他们中的不少人相信,或许人类智慧早已被写入一串串记载生命密码的基因中。

美国学者丹尼尔·本杰明率领的全球研究团队,在基因组中看到了人类智慧的某种差异。他们和合作者采集了超过110万个人类样本数据,比较他们接受正规教育的时间及DNA中包含的基因突变位点。通过大量计算,他们找到1271个与教育成就相关的基因突变,总共能解释不同个体教育成就差异的11%。

这一影响比例超过了家庭年收入,它仅能解释7%的教育成就差异。

这些基因突变大多与大脑发育及神经元间的信息交流有关。这意味着,它们很可能与人类智慧的形成相关。科学家竭尽全力找到的,并非某个或几个能决定智慧的关键基因,而是散落在人类基因组中零星的“智慧碎片”。

“随着数据量越来越大,还会有更多的基因位点将被发现。”昆士兰大学分子生物学研究所的中国学者郑志利告诉中国青年报·中青在线记者,他参与了研究中的基因数据计算,坚信还有相当多的碎片尚未被发现。

不可思议的结果产生了

本杰明刚念经济学博士时,参加了一个“神经经济学”研讨会。那是一个全新的领域,探讨人脑如何影响个体作决定。

听完报告,本杰明和导师激动不已。他们散步时讨论,神经经济学之后是什么?

“人类基因组项目那时刚结束,我们想着,比大脑更根本的是基因,某天它会对社会科学研究举足轻重。”如今在南加州大学担任副教授的本杰明回忆。

兴奋将他带入最前沿的学术领域。在基因经济学这个新开拓的学科空间中,本杰明开始用基因数据预测人的行为和状态,如取得的教育成就、生育行为、是否超重、是否感到幸福等。

教育成就是他最关注的方向。众所周知,接受教育的时长受社会环境影响极大,但本杰明认为,如果样本数量足够大,或许能发现基因的潜在影响。基因能通过影响记忆力、理解力等认知功能,间接地影响个人在学校中的发展。

在长达5年时间里,本杰明不断地扩大样本数量。当样本数量约为10万个时,他找到了3个与教育成就相关的基因突变,当样本数量扩大到30万个,他找到了74个相关突变。当样本量增长到110万个,不可思议的结果产生了,1271个相关突变呈现在他的面前。

单个基因突变的影响力几乎可以忽略不计,即便关联性最强的突变,影响力也只有0.04%,不到与身高相关的基因突变影响力的十分之一,“只能让个体多拥有3周左右的上学时间”。

在点状图上,这些样本数据是一团离散范围巨大的云。不过,将这些点综合在一起,对群体有较为显著的预测能力。本杰明和同事根据研究结果创建了一套评分体系,个体拥有的相关基因突变数量越多,得分越高。他们计算了4775个美国人的得分,按分数高低将他们分为5组。查看他们的教育成就后,本杰明发现,得分最低的小组中12%的人完成了大学学业,在得分最高的小组中有57%的人念完大学。

这一结果说明,基因对教育成就的影响的确存在。但它们过于微弱,几乎不对个人有预测力,许多得分很低的受试者照样接受了高等教育。

本杰明还发现一个结论,过去人们常认为男女在基因上存在差异,导致他们思维方式和学习状态不同,但他在研究中并未发现这种差异。

有些与智力相关的基因,也能影响整个机体

人类对提高智力的渴望由来已久。弗朗西斯·高尔顿是“优生学”的鼻祖。读完表亲达尔文阐述自然选择学说的《物种起源》后,他备受启发,写出第一本试图研究卓越智慧的书籍《遗传的天才》。

“通过仔细地选种,我们能轻松培育出天赋异秉的狗或者马,它们擅长奔跑或做任何其他事情。那么,人类通过审慎的婚姻,持续数代,肯定也能培育出一个拥有高度天分的种族。”高尔顿直抒胸臆。

高尔顿的构想已同纳粹主义一起被扔进历史的垃圾桶中。拥有新科技的人类正试图实现更高层面的跨越——跳过漫长的自然选择,直接编辑生命的密码。

人类已能检测胎儿的DNA,对它们逐项扫描,也已拥有对胚胎进行基因编辑的技术手段,但横亘在人们面前的最大谜题是:那些字符到底是什么意思?

基因组这本百科全书,一共记录了约60亿个字母,记录了构建人类所需的全部信息。地球上任意两人,基因组有99.5%完全相同。人与人之间天生的差异在于基因变异位点的不同。

传统的研究手段是寻找与性状相对应的基因。比如,眼睛或头发颜色的差异都指向特定的基因。但一旦涉及认知或学习能力的差异,研究几乎都搁浅在进化的复杂性那片浅滩上。学界迟迟未能搞清,到底哪些基因掌控着人类的智慧。

“如果地理学家想搞清楚地质构造,或上百万年大陆间的地壳运动,他们不会想要随便在后院捡起几块小石子,然后去分析它们的化学成分。”一位维多利亚大学的心理学家认为,学者搞错了方向,“你必须考虑研究对象的规模,并不是所有人类行为都能在神经元和基因层面找到解释。”

一位斯坦福大学的基因学家也支持这种观点,在他看来,许多人类的复杂性状,并非由单基因或多基因控制。它们由所有基因共同影响。

这一假说勾勒出复杂的基因图谱。它们可能并非如人们过去想象的那样,彼此隔绝地排列,而是紧密关联、相互影响。

有些与智力相关的基因,已被发现能影响整个机体。有的基因与骨头生长和高血压相关,有的基因能生产一种酶,与类似于胰岛素的生长促进因子相结合。

与本杰明发现1000多个同教育相关的基因突变一样,这些最新发现似乎也在让智慧之谜变得更加扑朔迷离。

(责编:许晓华、杨迪)


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