第7部分(3 / 4)

小說:人類前史 作者:淋雨

造者無疑是一座寶藏。

化學家彼德·歐芬納是一個嚴肅的奧地利人,他的家鄉在靠近因斯布魯克的蒂羅爾。20世紀90年代,他是斯坦福大學應用高壓液相色譜(簡稱HPLC)技術分離DNA分子研究專案的負責人。他正在嘗試用HPLC建立一種新的檢測DNA分子順序的方法,因為比起凝膠技術,它分離分子的速度更快。一天,在遺傳學系中午的研討會上,彼德·昂德希爾讀到了歐芬納對這種新技術的介紹材料,他立刻就感到,它可以解決在尋找Y…染色體多型性上存在的問題。他走上前,問歐芬納是否願意與他合作。兩位科學家開始了忘我的工作,整整18個月裡他們沒有周末。

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壓力之下(2)

兩個彼德的合作,最終產生了被稱為“變性HPLC”的新技術,或簡稱為dHPLC。它幸運地成了DNA分子的專用技術。因為DNA分子是雙螺旋,一對核苷鏈透過鹼基之間相互的吸引力彼此纏繞。在DNA的世界裡,腺嘌呤和胸腺嘧啶永遠是一對,胞嘧啶和鳥嘌呤永遠是一對,這正是它們分子結構的特點。也就是說,如果知道了一條螺旋鏈的核苷順序,便會自動知道另一條上的。雙螺旋鏈結構有兩個作用,第一,它穩定DNA的分子,使它們免受酶和環境壓力的破壞,在距今5萬年的化石上仍然能找到DNA。我們的細胞裡同樣有單螺旋的結構,它被稱為RNA,由於簡單,在這樣久遠的化石裡便找不到它的存在。第二個作用是,兩條互為“鏡子”的螺旋鏈保證了對核苷順序進行“備份”,假如一條螺旋鏈上出現了一個變化(或者說,一個變異),它對面的螺旋鏈上相應的核苷便和它不再是“完美的一對”,錯配的發生,會在螺旋鏈的一個點上輕輕打下一個“結”,這個“結”很容易被細胞內的校正系統檢測到,並且將損壞修補好。

dHPLC技術利用HPLC不可思議的靈敏性,就如同細胞內的校正系統一樣,當錯配的DNA分子透過矩陣時,會因為分子結構異常(這裡不再是因為分子的長度)而導致運動速度減慢,因此很容易就被檢測出來。如果螺旋鏈上有一個“結”,其運動的速度便會變慢,因此透過不同的移動圖譜,就能將錯配的片斷檢測出來。你可以對幾百個核苷的DNA片斷進行掃描,找出其中的異同之處,又快又經濟。這一迷人的新技術,使我們在探索基因的旅程中,邁出了關鍵性的一大步。

這一神奇的技術很快被應用到了醫學上,用來檢測由基因變異引起的遺傳性疾病。但是,如何應用它研究人類遷徙呢?很容易理解,用這個技術研究一個地區不同個體的DNA,找出它們彼此的區別,這樣,我們能快速有效地在實驗室獲得基因多樣性圖譜,得到可供研究的多種多型性。這一技術產生之前,在Y…染色體上檢測出的多型性屈指可數,而現在已經至少發現了400個,而且這個數字每星期都在增加。如果羅勃·多瑞特他們在對Y多型性的研究中能應用這一技術,他們肯定會找到變異的。在科學史上,新的技術無數次使古老的謎題迎刃而解,我們得到的答案常常是驚人的。

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遲到的亞當(1)

現在我們要問的第一個問題是,大量發現的Y…染色體多型性仍然表明現代人起源於非洲?“對”,答案是毫不含糊的。2000年11月,《自然遺傳學》發表了一篇研究成果,作者是兩個彼德和其他19位研究者(包括我自己)。研究涉及到了每一塊大陸的數個人群,應用新的尋找Y多型性的技術,研究結果清晰、簡明地肯定了現代人起源於非洲的學說。在早先mtDNA研究中,透過變異順序畫出了一幅樹形圖表,根據Y的多型性也畫了同樣的圖表,它顯示Y…染色體最底端的分叉在非洲。也就是說,男性的家族之樹紮根在非洲,結果與“夏娃”的生活之地完全一致。但是,當算出這位最老的男性祖先的生活時期時,出現了不可思議的結果,這個現今每一個生活著的男性的Y…染色體都由他而來的男人,生活在距今5萬9千年以前!但是,前面我們已經推斷出“夏娃”生活在至少8萬年以前。難道“亞當”和“夏娃”從未相遇?

對,他們沒有。為什麼會出現這樣的結果,其中的原因極其複雜,關係到在遺傳學中研究人類歷史時我們必須明確的重要原則。在現在生活著的人群中進行取樣,透過檢測人們的DNA來發現歷史,事實上我們研究的是人們的譜系,即基因的歷史。我們在前面已經看到,每個人的基因都是從父母那裡繼承而來的,因此,研究基因歷史,實際上也是研究攜帶

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