生物教科書重寫？美科學家稱DNA不包含全部遺傳信息_風聞

北京時間4月23日消息，遺傳領域的一個共識是，代代相傳的全部遺傳信息存儲在生物體的DNA中，所有生物學教科書也都是這麼説的。但是，偏偏就有人“不信邪”，認為遺傳信息並非存儲在DNA中，他就是美國馬里蘭大學細胞生物學和分子遺傳學副教授安東尼·約瑟（Antony Jose）。

約瑟在新發表的兩篇論文中認為，DNA只是用來生成和維持生物活體的“成分表”，而非“指令集”。這些指令要複雜得多，它們存儲在調控細胞DNA和其他功能系統的分子中。

在今天發表的兩篇論文中，約瑟闡述了全新遺傳理論框架，這是他在遺傳學和表觀遺傳學領域20年的研究成果。

約瑟認為，科學家可能忽視了研究和治療遺傳病的重要途徑，當前對進化的認識，可能過分集中於基因的作用方面。基因包含有一種生物體的所有DNA信息。他説，“DNA不能被認為是生命的‘藍圖’，它最多就是‘成分表’，在不同階段被不同細胞以不同方式利用。”

例如，決定眼睛顏色的基因，存在於人體每個細胞中，但決定眼睛顏色的蛋白質，只會在發育的特定階段才能生成，而且只出現在決定眼睛顏色的細胞中。這一信息就沒有存儲在DNA中。

另外，即使知道了一種生物的DNA，科學家也不能預測眼睛等器官的形狀，或者這種生物是否有眼睛。生物體的這些基本特性，是由DNA之外的其他神秘物質決定的。

約瑟指出，發育的這些方面，必須被認為是遺傳不可或缺的部分。他的新理論框架，認為遺傳是一個複雜的網絡化信息系統，幫助細胞發揮作用的所有調控分子，構成了遺傳信息商店。

塔夫茨大學再生和發育生物學中心主任、生物學教授邁克爾·列文（Michael Levin）認為，約瑟的理論，能解釋當前以遺傳為中心的生物學無法解釋的許多難題。

列文説，理解生物信息的傳輸、存儲和編碼，是一個關鍵目標，它不僅事關基礎科學，還事關再生醫學方面的進步，“在這兩篇論文中，約瑟熟練地利用計算機科學的方法，提供可能的分子動力學的總體評估和理化分析”。

約瑟稱，遺傳指令並非編碼在DNA中，而是包含在細胞內分子排列方式以及它們的相互作用中。分子排列方式會保留下去，代代相傳。

在論文中，約瑟的新遺傳理論框架，稱遺傳是三個元素的綜合作用：實體、傳感器和屬性。

實體包括基因，以及細胞內構成生物體所需要的所有其他分子。它會隨着時間的改變而改變，但在每一代生物體出現伊始，它們會以最初的結構、排列方式和相互作用進行復制。

約瑟説，各代生物體的分子排列方式的相似性，遠沒有受到重視，這也是遺傳機理方面存在各種誤區的原因。

傳感器是一種特殊實體，能與其他實體，或者其環境，相互作用、作出響應。傳感器對一些屬性作出響應，例如分子的排列方式、在細胞中的濃度或與其他分子的距離。

實體、傳感器和屬性，共同使生物活體感知，或“瞭解”它自己及其周圍環境。生成生物體離不開這些認識以及基因。

約瑟稱，“這一理論框架的基礎，是包括我們實驗室在內的諸多實驗室，多年來在表觀遺傳學等領域的實驗研究。鑑於存在患同一種疾病的兩個人會顯出不同症狀，我們需要了解兩個人之間的許多差異，而非僅僅是他們基因的差異。”

據約瑟稱，堅持以基因為中心的遺傳學觀點的一個弊端是，科學家可能錯失治療遺傳病和了解進化秘密的機會。

例如，根據傳統的遺傳理論，對遺傳疾病對不同人有不同影響的研究，主要集中在個體基因差別以及其他物理、化學差異方面。根據新理論，研究人員應當關注遺傳病患者細胞的非遺傳差異，例如分子排列方式以及它們之間的相互作用。目前，科學家還無法衡量部分差異，因此約瑟的新理論，可能為其他研究人員指明新的研究方向。

約瑟的新理論框架認為，生物體可能通過改變分子排列方式進化，而DNA序列不會發生改變。新理論還意味着，僅僅通過DNA庫的方式保留瀕危生物，可能會丟失存儲在非DNA分子中的遺傳信息。

約瑟承認，他的理論會面臨很大爭議，要證明這一理論還需要更多實驗，但是，來自列文等科學家和其他同行的反饋是正面的。

列文説，“約瑟的新理論框架，給進化、生物複雜性帶來了新視點，是對現有遺傳學、表觀遺傳學和生物發育理論的重大修改。”