基因社会：哈佛大学人性本能10讲

克林顿悖论

我们真正的国籍是人类。——赫伯特·乔治·威尔斯

比尔·克林顿（Bill Clinton）在任总统期间可算得上是一个不折不扣的人类基因组计划支持者，该计划是为了确定人类基因组准确的字母序列而展开的探索。该计划始于1990年，历时13年，并且经历了技术改进的起起伏伏，其中包括在大功告成之前与某商业企业意外进行的竞赛。自始至终，克林顿为该计划提供了充足的追加预算。他的功夫没有白费。在其卸任后的多次演讲中，他常常将仅用26亿美元完成的人类基因组计划称为惊人的成就。

在1999年的白宫千年演讲会中，人类基因组计划的领导人之一埃里克·兰德（Eric Lander）告诉白宫在场观众，地球上任意两人的基因组有99.9%是完全相同的。克林顿十分重视这一看法。所有的战争、所有的文化差异、我们所有的恶性竞争——都是因为我们之间存在的这仅仅0.1%的差异吗？难道对这一点的认识不能帮助我们消弭分歧，并让我们为共有的那99.9%而共同合作吗？这种观点确实很诱人：如果大家有99.9%是相同的——我们为什么不能和平相处呢？

但是，正如埃里克·兰德所说，该观点还有另外一面。回忆一下，我们的基因组共有60亿个字母。尽管0.1%听起来很小，但这相当于你的基因组与你邻居的基因组间存在着600万个字母的差别。600万个字母的不同便是现实中某些敌对状态的原因吗？

要找到这种600万字母的差异，你甚至根本不用与邻居比较。你自身的每个染色体都有两套拷贝，所以你倒不如对比分别遗传自父母的染色体间的不同。你的父母约有99.9%的基因组是相同的，因此你从他们那里遗传的两套染色体会有0.1%的差异。这是否意味着我们和自己本身也存在矛盾？

要想理解人与人互不相同的原因，我们需要仔细研究一下这0.1%的差异。你也许会记起，基因突变类似我们重新键入文件内容时产生的某些意外的拼写错误一样。最常见的拼写错误就是改变了基因组中的单个字母（或碱基）。这种单个字母差异十分常见，报告给克林顿的差异估值——那0.1%，就是基于这些拼写错误而来。

另一种拼写错误则是由插入或删除某个或某些字母引起的。随着人类基因组研究的逐渐深入，人们发现这类拼写错误比人们想象得更为常见。完整染色体区段——有时包含一个或多个完整的基因——其拷贝数目因人而异。也就是说，你邻居的基因组中也许包含两个CCL3L1基因的拷贝（其两条17号染色体上一条一个），而你的基因组中也许有五个CCL3L1基因的拷贝（两个在遗传自母亲的17号染色体上，另三个在遗传自父亲的17号染色体上）。如果真是如此，那么你就太幸运了：CCL3L1基因能够生产一种蛋白质，这种蛋白质能阻断HIV病毒进入免疫细胞的途径。你拥有的CCL3L1基因拷贝越多，那么你感染HIV病毒的概率则会越低。

发现了这些广泛存在的基因拷贝数变异（copy number variation）之后，不同个体之间基因组差异的比率上升了很多，达到了0.5%，即人与人之间存在3000万个字母的差异。不知克林顿是否会继续争辩，称人与人之间这3000万个字母的不同不足以引起人类中如此频繁的斗争？我们将其称为克林顿悖论：一方面，我们的基因组有99.5%是一致的；而另一方面，3000万个字母的差异并非微不足道，也值得我们进行更细致地探索。

身高、肤色、面部特征，这些大部分是可以遗传的。许多让你与众不同的更细微的变异也存在于你的基因中。某些这类变异会让我们在疾病面前有不同表现。例如，每人都有一套基因，可以编码一类名为血红蛋白（hemoglobin）的蛋白质，这种蛋白质负责将氧送往全身。在这些血红蛋白基因中，其中一个基因上的一个单字母突变可以导致镰状细胞贫血（sickle-cell anemia），不过只有在遗传自父母双方的血红蛋白基因上均存在此突变时才会致病。

有意思的是，如果你的基因组中既有该基因的缺陷拷贝，又有其正常拷贝，你不仅不会患上镰状细胞贫血，而且患疟疾的概率也会下降。这种基因构成将使你在疟疾频发的地区有相当不错的适合度，因此在这些地区中这种突变的等位基因也较为常见。单个突变一般不算好也不算坏，突变的后果如何要依情况而定，例如，是否从父母双方那里均遗传了该等位基因，以及当地的环境状况。

人体基因组中20000个基因的突变为疾病的产生提供了条件。迄今为止，已发现6500多个突变基因与某些特定疾病有关。这些突变中的大部分并不一定会促成疾病的发展；如果确实促成了疾病发展，这些突变也会经自然选择快速地退出基因社会。

事实上，由于和环境及基因组中其他等位基因进行了复杂的相互作用，这些基因突变只是略微增加了患病概率而已。正如癌症的发展一样，疾病出现症状前会有一系列复杂的步骤，仅凭一个基因突变一般无法引起疾病。

以太·亚奈，哈佛大学拉德克利夫高级研究院学者，纽约大学医学院生物化学和分子药理学教授，纽约大学医学院计算医药研究所（Institue for Compputational Medicine）所长。

马丁·莱凯尔，杜塞尔多夫海因里希·海涅大学生物信息学教授。

你的基因如何控制你的身体和生活？

大约40年前，理查德·道金斯出版了《自私的基因》，提出：人生来自私，跟其他生物一样，不过是基因的生存工具。然而，人类仍不清楚这些自私的基因是如何协作以构建生物体的。《基因社会》以丰富的新的研究为基础，为理解基因如何为了生存而合作及竞争提供了一种解释。

人为什么会得癌症？假如不同人种的基因差别很小，为什么还会有战争？人类的语言从何而来？以太·亚奈（Itai Yanai）和马丁·莱凯尔（Martin Lercher）属于系统生物学这一新领域内的领军人物，两人提出了一个具有说服力的新理论框架，帮助人们理解人类基因组的进化过程。与道金斯的经典隐喻所暗含的意思所不同的是，构建基因组的并非是只关心自身生死存亡的个体基因。我们的基因组是由类似人类社会的基因社会所构成的，和人类社会一样，基因社会的成员们也会彼此联合或敌对。

《基因社会》揭示了基因在各个生物学尺度上——从个体细胞到整个物种——的合作和竞争中所使用的遗传策略。本书描述了基因组在癌细胞、尼安德特人、有性生殖、生命起源中的运作方式，并一直强调着一点：给予基因间相互作用足够的重视，我们才能真正理解生命的规律。

前言 

序 

第一章 八步轻松演化成癌 

基因组疾病 

癌症的愿望清单 

叛变的基因组 

也说基因 

进一步，退一步 

第二章 你的对手定义了你

基因社会

记仇的细菌

随机档案照生成器

达尔文会怎么做？

双面间谍和长颈鹿宝宝

拉马克和母乳

第三章 性有何用?

性的益处：除了显而易见的好处，还有……

性是平等的

豪赌和大老千

这和你无关

性的基因组战争

第四章 克林顿悖论

出入非洲

尝得到、看得见的演化

幸运基因

非洲的基因宝库

超越基因

第五章 复杂社会中的随性基因

嘿，豌豆

连坐

忒修斯之船

“随便”的细菌团队

灵丹妙药

第六章 猩人的世界

变化不定的基因组

卡住锁的钥匙

一次感人至深的合家团聚

比性更好

要性，不要战争

第七章 关键是你怎么用

大声表达

大脑理论

基因开启键

主控者和带来希望的怪物

第八章 剽窃、模仿和创新之源

以眼还眼

全部家族成员

基因社会的乐高玩具套装

进出口业务

第九章 阴影下那不为人知的生命

王国的诞生

如果无法战胜他们，那就加入他们

原核生物万岁

第十章 注定赢不过不劳而获者

底线

圣马可的拱肩

生命最古老的敌人

入门生物学

结语