基因也會(huì)“作弊”

木木

我們都知道，人類的延續(xù)是基因的代代相傳，然而在這個(gè)過(guò)程中，你想過(guò)基因也會(huì)“作弊”嗎？

人體每個(gè)細(xì)胞里都有23對(duì)染色體，一半來(lái)自父親，一半來(lái)自母親，這些染色體通過(guò)減數(shù)分裂（生物細(xì)胞中染色體數(shù)目減半的分裂方式），讓其中一半進(jìn)入生殖細(xì)胞，傳給下一代。

依照遺傳學(xué)經(jīng)典定律，在減數(shù)分裂中，無(wú)論染色體的著絲粒是大是小，它們最初的分裂過(guò)程是隨機(jī)而公平的?？墒牵痪们?，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物卵母細(xì)胞內(nèi)的某些自私的基因在減數(shù)分裂的過(guò)程中，存在“作弊”行為。

研究人員通過(guò)將包含強(qiáng)著絲粒的老鼠與包含弱著絲粒的小鼠雜交實(shí)驗(yàn)，得到了可以同時(shí)生成包含強(qiáng)、弱著絲粒卵母細(xì)胞的小鼠。隨后在對(duì)23個(gè)同時(shí)包含強(qiáng)、弱著絲粒的卵母細(xì)胞的減數(shù)分裂過(guò)程進(jìn)行觀察時(shí)，他們驚奇地發(fā)現(xiàn)，有21個(gè)卵母細(xì)胞會(huì)成為所謂的“極體”，它們最終會(huì)被降解，但其染色體不是隨機(jī)分離的——包含強(qiáng)著絲粒的染色體在即將成為極體時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)自己要被“淘汰”，就會(huì)主動(dòng)切斷自己與紡錘體（形似紡錘，產(chǎn)生于細(xì)胞分裂前初期到末期的一種特殊細(xì)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(xì)胞中的位置，并重新與紡錘體建立連接，最終使自己進(jìn)入卵母細(xì)胞的幾率大大增加（如下圖）。

這聽(tīng)起來(lái)是否有些匪夷所思，打個(gè)比方，這就像兩個(gè)小朋友玩“剪刀石頭布”，贏了的才能活下去，結(jié)果當(dāng)一個(gè)小朋友贏了，但另一個(gè)小朋友卻耍賴不認(rèn)賬了，并強(qiáng)烈要求再來(lái)一次，不管對(duì)方同不同意。

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

研究人員發(fā)現(xiàn)，之所以會(huì)出現(xiàn)這一現(xiàn)象，是因?yàn)?，在小鼠卵母?xì)胞上即將形成極體繼而被降解的那一側(cè)，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(yíng)養(yǎng)必需氨基酸，對(duì)人和動(dòng)物的新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用）化，使之變得脆弱。

同時(shí)，強(qiáng)著絲粒對(duì)于CDC42蛋白的酪氨酸化非常敏感，因此，在靠近極體的時(shí)候，強(qiáng)著絲粒與紡錘體之間的連接就會(huì)逐漸變?nèi)?，而弱著絲粒幾乎完全不受CDC42蛋白的影響，只會(huì)聽(tīng)從“命運(yùn)”的安排。

因此，當(dāng)強(qiáng)著絲粒發(fā)現(xiàn)自己要被“淘汰”時(shí)，就會(huì)主動(dòng)切斷與紡錘體之間的連接，并迫使相應(yīng)的弱著絲粒與紡錘體之間的連接也斷開(kāi)，然后重新分配。只有這樣，強(qiáng)著絲粒才會(huì)有更大的幾率生存下去。研究人員說(shuō)，“如果你是一個(gè)自私的著絲粒，并發(fā)現(xiàn)自己對(duì)著錯(cuò)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?！?/p>

物競(jìng)天擇，適者生存。如果連染色體尚需競(jìng)爭(zhēng)才能上位，作為我們?nèi)祟?，是不是?yīng)該更努力呢？