遺傳的革命 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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産品特色

編輯推薦

錶觀遺傳學時代

生物學皇冠上璀璨的明珠

生命的《時間簡史》，以非基因視角解讀生命

何謂錶觀遺傳學？

為何基因序列不變而遺傳性改變？

解讀非基因遺傳的錶達——長壽、衰老、腫瘤！

20世紀，全世界的生物學傢，包括遺傳學傢、細胞生物學傢、分子生物學傢、生物化學傢……幾乎都是圍繞著“DNA-RNA-蛋白質”這一中心法則開展研究工作。在具有裏程碑意義的一天，2000年6月26日，當科學傢嚮全球宣布完成瞭人類基因組測序時，大傢都認為生物學、遺傳學和醫學等學科的研究工作，基本可以進入收官階段。

但是，當DNA編碼的基因序列被科學傢破譯後，仍有許多問題睏擾著我們。譬如：人體內所有細胞的基因組都一樣，為何會齣現執行不同功能的器官？為何基因組一緻的同卵雙胞胎，在某些方麵的基因錶達卻完全不同？為何兒童期甚至胚胎期受到的刺激，會導緻影響人一生的後果？乾細胞可分化為人體的各種組織細胞，稱為醫學治療的未來，但為何隻有乾細胞被寄予厚望，與它的基因組完全相同的其他細胞則不行？

所有這些問題都指嚮一個答案，在基因組編碼規則之上，還有一雙看不見的調控之手，它可以使具有完全相同基因編碼序列的細胞或個體錶現齣截然不同的性質——錶觀遺傳。

錶觀遺傳學有可能會顛覆我們對地球上生物結構和行為的理解。它深入淺齣地描述瞭為什麼僅用遺傳密碼理論不足以解釋一個生物體如何進化與發育的行為，以及大自然和營養物如何共同作用以形成生物多樣性的問題。本書通過縱觀錶觀遺傳學領域二十多年的研究發展，以突齣研究成果和創新點的方式，對錶觀遺傳學的基礎知識進行瞭易於理解的介紹。

本書以實例為據，對現代生物學中革命性的錶觀遺傳學進行瞭抽絲剝繭般的解讀，將超微觀、抽象、嚴謹的內容用平易近人的方式娓娓道來。本書的科學性和新穎性奠定瞭它在遺傳學界的重要地位，它將引領現代生物學邁嚮更新的高度，它將顛覆人類對生命、健康、長壽、疾病的傳統認知和理解，堪稱生命的《時間簡史》。

內容簡介

《遺傳的革命》對遺傳學領域中具革命性的錶觀遺傳學進行瞭抽絲剝繭般的講解。用例子為引導，將教科書般嚴謹的內容用平易近人的方式娓娓道來。本書的科學性和新穎性奠定瞭其在遺傳學界的重要地位，可作為生物學、醫學和遺傳學等學科的學生及科研人員拓展知識的學習材料。

《遺傳的革命》，全書共分16章。第1章：醜陋的蟾蜍和優雅的男人；第2章：我們如何學會把球推上山；第3章：我們以前所瞭解的生命；第4章：我們現在所瞭解的生命；第5章：為何同卵雙胞胎會不完全一樣；第6章：父親們的原罪；第7章：生殖遊戲；第8章：性彆戰爭；第9章：X染色體的後代；第10章：信使不代錶全部；第11章：與內部的敵人戰鬥；第12章：全在頭腦中；第13章：走下斜坡；第14章：女王萬歲；第15章：綠色革命；第16章：前方的路。

《遺傳的革命》重點研究瞭非編碼DNA，錶觀遺傳修飾，如基因甲基化、乙酰化等是如何影響人類遺傳的；通過荷蘭飢餓鼕天事件、小鼠實驗、蜜蜂雌雄遺傳、果蠅突變，分析瞭與人類相關的肥胖、衰老、癌癥等諸多問題；提齣錶觀遺傳用藥可與基因治療互補，更好地保護人類身體健康。

作者簡介

《遺傳的革命》由英國人內莎?凱裏編寫。內莎.凱裏為英國倫敦帝國學院客座教授，畢生研究生物技術和藥學，從事錶觀遺傳學研究近二十年。

精彩書評

“任何一位對我們是誰以及如何運作真正感興趣的人都應該讀讀這本書。”

——彼得.福布斯(Peter Forbes)

《衛報》(The Guardian)

“內莎.凱裏將我們帶上瞭一段關於錶觀遺傳機製及其與衰老和腫瘤之間關係的生動而新的知識之旅。”

——勞倫斯.赫斯特(Laurence Hurst)

《巴斯大學雜誌》(University of Bath Focus Magazine)

“內莎.凱裏的書結閤瞭教材般的嚴謹和輕鬆的風格……這是一個將錶觀遺傳學展現給大眾的大膽嘗試。”

——喬納森.韋茨曼(Jonathan Weitzman)

《自然》(Nature)

“凱裏關於快速發展的錶觀遺傳學研究的報告，可以幫助到公共政策、投資和衛生保健決策領域裏的大眾。”

——《書目雜誌》(Booklist)

“該書對一個令人興奮的新領域進行瞭令人振奮的探索，是生物學專業學生在職業選擇時的好禮物。”

——《柯剋斯書評》(Kirkus Reviews)

“本書對科學傢在過去十年間在錶觀遺傳學領域所取得的成就進行瞭頗有深意的介紹。”

——卡爾.齊默(Carl Zimmer)

《華爾街日報》(The Wall Street Journal)

“該書對一個迷人的新領域進行瞭完美的展示，該領域可能會徹底改變我們對人類健康和疾病的認識。強烈推薦。”

——《圖書館期刊》(Library Journal)

“對每一位想要知道現代科學有何進展的聰明人來說，這是一本必讀的好書。”

——格雷厄姆.斯托爾斯(Graham Storrs)

《紐約書籍雜誌》(New York Journal of Books)

“她對現代生物學中一個迷人且快速發展的領域進行瞭極好的，而且近乎精確的描述。”

——喬納森.霍奇金(Jonathan Hodgkin)

《泰晤士報文學副刊》(Times Literary Supplement)

“通過使用日常比喻來闡述復雜概念和嚴格定義的圖錶這種引人入勝的寫作方式，筆者以其機智和專業知識著就瞭一本優秀的圖書。”

——麗塔.霍茨(Rita Hoots)

《美國國傢科學教師協會推薦》(NSTA Recommends)

目錄

000 □緻謝

000 □前言

000 □ 第1章 醜陋的蟾蜍和優雅的男人

000 □ 第2章 我們如何學會把球推上山

000 □ 第3章 我們以前所瞭解的生命

000 □ 第4章 我們現在所瞭解的生命

000 □ 第5章 為何同卵雙胞胎會不完全一樣

000 □ 第6章 父親們的原罪

000 □ 第7章 生殖遊戲

000 □ 第8章 性彆戰爭

000 □ 第9章 X染色體的後代

000 □ 第10章 信使不代錶全部

000 □ 第11章 與內部的敵人戰鬥

000 □ 第12章 全在頭腦中

000 □ 第13章 走下斜坡

000 □ 第14章 女王萬歲

000 □ 第15章 綠色革命

000 □ 第16章 前方的路

000 □詞匯錶

第25章 被徵服的德國：1945年5—8月

跋：反思勒熱夫之戰

注釋

精彩書摘

革遺命傳 關於命名的注釋

基因和蛋白質的名字都按照國際慣例進行書寫。

基因名稱和標記用斜體。由基因編碼的蛋白質都寫成正常格式。

人類基因和蛋白質的標記都用大寫。對於其他物種，如小鼠，標記通常隻將第一個字母大寫。

下錶是一個例子。

錶0.1 《遺傳的革命》基因與蛋白質的書寫規定

人類 其它物種，如小鼠

基因名 SO DAMNED COMPLICATED So Dammed Complicated

基因標記 SDC Sdc

蛋白質名 SO DAMNED COMPLICATED So Dammed Complicated

蛋白質標記 SDC Sdc

跟所有的規則一樣，係統裏麵總會有些例外。同樣，在這本書裏麵我們也會碰到一些。

前言/序言

自孟德爾遺傳定律被重新發現，誕生瞭經典遺傳學。之後的一個世紀，圍繞著基因的本質，基因如何決定錶型的核心問題，産生瞭以中心法則為主綫的分子生物學和基因組學。但生命世界充滿瞭奧秘，基因並不決定一切，許多現象不能用基因決定錶型的遺傳學理論來解釋。生物體從基因型到錶型之間存在著復雜和精細的調控機製，這就是錶觀遺傳學（Epigenetics）的研究範疇。如果說，基因組DNA序列包含瞭編碼生靈萬物的遺傳密碼，那麼，錶觀遺傳就決定瞭在個體發育及與環境生存互動過程中，如何使用遺傳密碼，産生不同的基因錶達譜和錶現型，以更好地適應環境變化。

《遺傳的革命》是英國作傢內莎?凱裏撰寫的一本有關錶觀遺傳學的科普著作，由賈乙和王亞菲翻譯，推薦給中國讀者。書中對錶觀遺傳學的孕育、建立、發展的敘述，沒有采用闆著臉，嚴肅說教的方式，而是探索人們熟知的生物現象背後的科學問題，進行生動有趣的剖析。讀者不但從中獲得瞭新知識，也體驗瞭閱讀的樂趣，體會到科學研究的魅力。

一本好的科學讀物，給予讀者的不是一堆機械、生澀的科學概念，而是來自對生命世界問題的科學思考和探索，是一個承載曆史而又麵嚮未來的、能動的科學學科體係。在這方麵，《遺傳的革命》能幫助讀者在更深的層次和更廣闊的背景上理解錶觀遺傳學。本書對從事生命科學的同誌和醫學學生有極大幫助。為此，我希望與大傢分享這本好書。

——白雲，教授，博士生導師，

中國人民解放軍第三軍醫大學遺傳學教研室主任

前 言

革遺命傳 DNA

有時候，當我們閱讀生物學書籍時，會不由自主地認為“生物學”這三個字能夠解釋一切。例如，當2000年6月26日研究者宣布人類基因組測序全部完成時，人們做齣的反應如下。

“我們今天正在學習上帝創造生命所用的語言。”

——美國總統，比爾?剋林頓（Bill Clinton）

“我們如今有希望達成醫學方麵任何曾有過的期望。”

——英國科學部長，塞恩斯伯裏勛爵（Lord Sainsbury）

“我認為成功繪製人類基因組圖譜甚至比實現人類登月更偉大。這不僅是我們這個時代的傑齣成就，更是人類曆史上濃墨重彩的一筆。”

——邁剋爾?德剋斯特（Michael Dexter），

威康信托基金會（The Wellcome Trust）

聽著以上和其他類似的話語，你會有一種感覺，那就是在2000年6月以後，研究者應該可以放鬆一下瞭，因為關係到人類健康和疾病的大部分問題應該都可以簡單地從基因圖譜中得到答案。畢竟，我們已經掌握瞭人類的藍圖。我們現在所需要做的就是好好地理解這本說明書，然後再加上一些細節而已。

不幸的是，這些語句的論斷都為時過早瞭。事實遠沒有那麼簡單。

我們一般把DNA（脫氧核糖核酸）作為一套模闆進行理解，就像是工廠裏生産汽車部件的模具一樣。在工廠裏，金屬或塑料被上韆次注入同一個模具裏，於是，隻要沒有故障發生，會産齣上韆個一模一樣的汽車部件。

但DNA並不是這樣的。與其說它是模具，倒不如說像一個劇本。舉個例子，想想《羅密歐與硃麗葉》（Romeo and Juliet）吧，1936年喬治?丘剋（George Cukor）導演瞭萊斯利?霍華德（Leslie Howard）和諾瑪?希勒（Norma Shearer）主演的該劇的電影版。60年後，巴茲?魯曼（Baz Luhrmann）則拍攝瞭由萊昂納多?迪卡普裏奧（Leonardo DiCaprio）和剋萊爾?丹尼斯（Claire Danes）主演的另一部電影。這兩版電影都是采用的莎士比亞（Shakespeare）的劇本，但兩者看起來截然不同。相同的起點，不同的結果。

而這正是細胞閱讀DNA中基因編碼時所發生的事情。完全相同的劇本産齣瞭不同的産物。這個事實對人類健康有著廣泛的影響，如同我們稍後看到的案例研究一樣。在這些案例中，請牢牢記住一點，這些人的DNA藍圖沒有發生任何變化。他們的DNA並沒有變化（突變），他們生命曆程的改變是源於環境的影響。

奧黛麗?赫本是20世紀最偉大的電影明星之一。時尚、優雅並擁有一副可愛的精緻到幾乎脆弱的骨架，她在《蒂凡尼的早餐》（Breakfast at Tiffany’s）中塑造的霍莉?戈萊特麗（Holly Golightly）的形象讓她深入人心，甚至那些從來沒有看過這部電影的人都有所耳聞。可令人吃驚的是，這個完美的美女卻是由一個可怕的睏境創造齣來的。奧黛麗?赫本是第二次世界大戰中荷蘭飢餓鼕天（Dutch Hunger Winter）事件的幸存者。該事件在她十六歲的時候結束，但其後遺癥，包括身體的不健康狀態，在她的餘生一直睏擾著她。

荷蘭飢餓鼕天，從1944年11月一直持續到1945年春天。這段時間西歐齣現瞭嚴寒，使經過4年戰爭摧殘的人民更加難以生活。而處於西方的荷蘭因為正處於德國控製下而處境更糟。德國實行的糧食封鎖導緻荷蘭人民口糧的嚴重不足。人們每天攝入的熱量僅能達到每日正常需求量的30%。人們靠吃草和鬱金香球莖充飢，並燒掉瞭能找到的每樣傢具來取暖，在絕望中苦苦求生。截止1945年5月恢復食品供應時，已有超過20 000人喪生。

而這段可怕的匱乏時期也創造瞭一個瞭不起的科學研究案例。荷蘭幸存者的定義很明確，就是群體內所有人都在完全相同的時間裏遭遇過一段時期營養不良的人群。因為荷蘭擁有優秀的醫療基礎設施和醫療記錄保存能力，流行病學傢得以據此對飢荒造成的長期影響進行跟蹤調查。而他們的研究結果是完全齣乎意料的。

其中他們研究的第一個問題就是那個可怕的飢荒對當時已經在子宮內發育的兒童的齣生體重的影響。結果顯示，如果母親在孕期一直營養良好，而僅僅在最後的幾個月營養不良的話，她的孩子在齣生時很可能體重偏低。而另一方麵，如果母親隻在懷孕的頭三個月營養不良（因為胎兒剛好齣現在這個恐怖事件快結束時），但隨後孕婦被精心喂養，那麼她的寶寶很可能擁有一個正常體重。胎兒“追趕上”瞭正常的體重。

這一切似乎理所應當，並沒什麼稀奇，因為我們都知道胎兒大部分的體重是在懷孕最後幾個月獲得的。當流行病學傢跟蹤研究瞭這些群體的嬰兒幾十年後，他們有瞭令人驚訝的發現。那些齣生就瘦小的嬰兒一直保持著他們的瘦弱，其群體的肥胖率比一般人群顯著降低。經過瞭40年或者更多的歲月後，這些人已經能夠隨意獲取食物，但他們的身體卻從沒有跨越過原來營養不良的範疇。為什麼會這樣？這些早期的生活經曆是如何持續影響這些人達幾十年的？為什麼即使生活環境恢復正常，這些人仍不能夠迴歸正常呢？

還有更令人吃驚的，那些母親在懷孕早期經曆飢荒後齣生的孩子的肥胖率居然高於正常人群。而最近的報告還錶明，這些孩子的其他健康問題發生率也較高，包括某些心理方麵。盡管這些人齣生時看起來似乎是完全健康的，但在母親的子宮中肯定發生過什麼，而這，影響瞭他們以後幾十年的生活。而且值得注意的並不是這個影響存在的事實，而是這個影響發生的時間。試想一下，一件發生在胎兒發育頭三個月的事情（而當時的胎兒還非常小），居然會影響一個人的餘生，這真是不可想象。

更離譜的是，其中一些效應似乎延續到瞭這個群體的子代，也就是那些母親在懷孕期前三個月遭遇營養不良後生齣的女兒的下一代。所以，那件懷孕中發生的事情甚至影響瞭他們孩子的孩子。這就提齣瞭一個讓人百思不得其解的問題，這些影響是如何傳遞給後代的呢？

讓我們先聽聽另一故事。精神分裂癥是一種可怕的心理疾病，如果不及時治療，可以完全摧毀罹患的人。患者會齣現一係列癥狀，包括妄想、幻覺和難以集中精神。患有精神分裂癥的人可能會變得無法區分“現實世界”和自己的幻覺構建的妄想世界。他們會失去正常的認知、情感和社會反應。很多人認為患有精神分裂癥的人可能是暴力和危險的，但這絕對是可怕的誤解。其實對於大多數患者來說事實並不是人們認為的那樣，因為患這種疾病的人最容易傷害的其實是他們自己。患有精神分裂癥的人自殺的幾率比正常人要高50倍。

可悲的是，精神分裂癥並不罕見。它在大多數國傢和文化中的發病率一般在0.5%到1%之間，也就是說，目前可能有超過5 000萬的人正在經受這種疾病的摧殘。科學傢們很早就知道這種病有很強的遺傳傾嚮。我們知道這一點是因為如果一對同卵雙胞胎中的一個患有精神分裂癥，那麼他們的雙胞胎有50%的可能性也患該病。這個比例可比一般人群中的1％的風險高多瞭。

同卵雙胞胎有著完全一緻的基因組。而且他們還共享一樣的子宮，通常情況下成長的環境也相似。所以我們對於同卵雙胞胎中的一個得瞭精神分裂癥而另外一個患病幾率也非常高的事實並不驚訝。事實上，我們反而想知道為什麼另一個的患病幾率不是100%呢？為什麼看起來完全相同的人居然會變得如此不同？一個人得瞭毀滅性的精神疾病，但他的同卵雙胞胎是否也患病呢？擲個硬幣吧——正麵得病，背麵不得病。環境的改變似乎不是決定因素，即使它是，這些環境因素又如何將兩個具有完全一樣的基因組的人變得如此不同呢？

下麵是第三個案例。一個不到3歲的小孩經常被父母忽視和虐待。於是國傢進行瞭乾預並將其帶離親生父母，安置給寄養或領養父母。這些新的監護人非常地愛和珍惜這個孩子，並盡一切所能給他創造一個安全而充滿感情的傢。這孩子跟新的父母一起度過瞭整個童年和青春期，並長大成人。

也許這個人隨後的發展都很順利。他長大後成為一個快樂的、穩定的、跟那些在童年時期沒受過虐待的正常同齡人沒有區彆的人。但現實往往是殘酷的。事實上，那些早年遭受虐待或忽視的兒童長大成年後的精神健康問題比一般人群要高很多。這些孩子長大後經常會齣現抑鬱、自殘、吸毒和自殺行為。

再一次，我們不得不問我們自己為什麼。為什麼要抹去幼兒時期受到的忽視或者虐待的影響會這麼難？為什麼那些發生在生命早期的陰影在數十年後仍具有顯著的影響？在一些案例中，這些成年人完全沒有再迴憶過當年的創傷性事件，但他們在餘生中依然遭受著精神和情感上的摺磨。

這三個案例研究從錶麵上看截然不同。第一個是關於營養的問題，尤其是胎兒的營養。第二個是關於同卵雙胞胎齣現不同錶現的問題。第三個則是關於兒童期虐待導緻的長期心理損傷。

但在非常基礎的生物學水平上，三者是有聯係的。這些都是錶觀遺傳學的實例。錶觀遺傳學是生物學領域具有革命性的新學科。兩個基因型完全相同的個體錶現齣的一些可以被我們衡量的不同錶現型，就是錶觀遺傳學。當很久以前發生的環境變化在長時間後仍對個體産生顯著的生物學後續作用時，我們看到的就是錶觀遺傳學效應。

我們身邊每天都可以看到錶觀遺傳學的現象。就像上麵描述的案例一樣，多年來科學傢們已經確定瞭很多錶觀遺傳學的例子。當科學傢們談論錶觀遺傳學時，他們指的是所有那些單純用遺傳密碼不能解釋的現象——肯定還有其他什麼東西在起作用。

下麵是錶觀遺傳學的一種科學描述，基因完全相同的個體間齣現截然不同的錶現的情況。當然，這種基因腳本和最終産齣之間的不匹配不會無緣無故地發生，一定有什麼機製在起作用。這些錶觀遺傳學效應，肯定是源自某種物理變化基礎的，而這些變化就發

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係統的遺傳學理論和遺傳學思想的互動