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第7部分(第2/4 頁)

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們研究的DNA數量相對較少,只有約700個核苷的長度,而且選擇的研究物件只有38個,因此很有可能,他們只是背運地選擇了Y…染色體上一個沒有變異的區域。根據這一結果,他們推測男性祖先“亞當”生活在距今0至80萬年前。有關人類的起源和遷徙,他們並沒有提出新的見解,但是他們的努力,為研究不同區域人群的Y…染色體奠定了基石。

隨後幾年,在Y…染色體上又發現了少量多型性。亞利桑那大學的米歇爾·哈默發現的一些多型性數量證實了線粒體的研究結果:“亞當”20萬年前生活在非洲,他正性急地趕去南非草原與“夏娃”約會。但是,Y…染色體多型性總數仍然很少。現在到了該取得突破性進展的時候了,還是在加利福尼亞的舊金山海灣,新的一頁開始了。

壓力之下(1)

20世紀60年代末,彼德·昂德希爾在加利福尼亞開始了他的科學研究生涯,他最初的研究領域是海洋生物。1981年他在特拉華大學獲得博士學位,之後他返回了加利福尼亞,那正是生物技術飛速發展的時期,他從事一些諸如用分子生物技術提取酶等工作。也就在那時,他被遺傳學家們建立的令人眼花繚亂的基因圖譜深深地吸引住了,那時生物技術產業日趨成熟,而舊金山正是DNA重組所引發的一系列革命的中心。同時,在矽谷及周圍,切割、接合基因這一生物學的“副業”,廣泛地應用到了計算機產業中。

1991年,彼德厭倦了商業研究,他申請到斯坦福大學路卡·卡瓦利…斯福紮實驗室做合作研究人。透過面試,實驗室的領導層相信他能適應這裡嚴密的組織和相互協作的要求,他被錄用了。一開始,彼德在實驗室從事mtDNA順序研究,但他很快對Y…染色體產生了濃厚的興趣。那時,卡瓦利…斯福扎的實驗室是一個令人神往的地方,也是“點燃火種”的地方,我有幸那時在那裡做博士後,幾乎每週那裡都會產生統計學和遺傳學分析的新方法,充滿了濃郁的學術氣氛。20世紀90年代,幾乎每一個有重要影響的遺傳學家都在斯坦福工作過,或是斯坦福的學生,或是在那裡做博士後,如戴維·高斯坦、馬克·塞爾史坦德、金力等,這三個人在後面的章節都將會出現。有趣的是,這本書中一個最有影響的人物卻是一位化學家。要解釋其原因,我們需要對組成基因組的分子有所瞭解。

在遺傳學家的“工具箱”裡,一個最主要的“工具”,是從細胞組織中分離出DNA片斷的能力。和蛋白質一樣,DNA存在於細胞之中,是一種被稱為核苷鹼基的線型鏈條狀的組織。就像構成蛋白質的氨基酸一樣,DNA的順序轉譯生物資訊。但是,和蛋白質不同的是,DNA的鹼基有4種型別:腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鳥嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T),我們每個人就像它們的手工作品一樣,正是這些鹼基構成基因密碼,決定我們成為一個什麼樣的生命個體。就像摩爾斯電碼,它用點和破折號來轉譯資訊,DNA也是如此,它的“點和破折號”就是這些核苷鹼基,它們的數量大約是30億個。

從組織中分離出分子混合物的方法,同樣可以用來推斷DNA分子中核苷的順序。這是因為,生物化學技術可以做到,根據核苷的順序得出一定長度的片斷。得出這些片斷後,把它們放進膠質狀電流產生的矩陣,就可以分離出DNA。因為DNA是負電荷,它們會朝矩陣另一端正電荷的方向移動。有趣的是,在凝膠體的矩陣裡,這些片斷的運動速度會減慢,因為它們要穿過凝膠微小、迷宮般的通道。速度減慢程度和它們的長度成正比,分子越長速度越慢,因為有更多的組織要從那條微細的通道擠過去。這一切在理論上講起來非常枯燥,但它的畫面真的美麗至極。這種技術被稱為定序,過去30年裡,幾乎每個重要的遺傳學成果都用到了定序的技術,這真的是一個艱苦的工作,但它十分有效。

定序的一個主要問題是它相當慢,而且,要得到所需要的DNA分子順序,要進行的生化反應的費用也十分昂貴。為此,遺傳學家嘗試用更快、更便宜的方法來檢測DNA順序。他們通常的做法,是將一個個體的DNA,與另一個個體的進行比較,而這個的DNA順序,已經在實驗室使用生物化學、凝膠技術檢測出了結果,透過比較找出兩者間的區別。DNA順序的不同就是我們的多型性,它們決定著個體的易感疾病、頭髮的顏色(前提是你沒有染髮)和其他一切遺傳的特點。但是,它們大多數對攜帶者並無影響,只是我們天生繼承下來的“行囊”,是我們血統的製造者。而對人類學家和歷史學家來說,這些制

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