这个地区有一个非常大的家族,在家族里亨廷顿氏病的发病率很高。据家族成员之间流传的故事,这种病是从18世纪的一个水手那里来的。韦克斯勒成功地把他们的家族病史追溯到19世纪早期一个名叫玛利亚·康色普申(Maria Concepcion)的妇女那里。这位妇女生活在帕布罗·德阿古阿(Pueblos de Agua),那里有一些由高高地立在水上的房屋组成的村庄。她是个多产的女人,她之后的八代一共有1.1万人,在1981年的时候仍有9000人活着。在韦克斯勒去访问的时候,他们中的371人患有亨廷顿氏病,另外有3600人发病的可能性在四分
之一以上,因为他们的祖父母里至少有一人患有亨廷顿氏病。 韦克斯勒有着超人的勇气。她本人就可能带有致病突变,“看着这些欢蹦乱跳的孩子,真是让人心碎,”她写道:“尽管贫穷,尽管不识字,尽管男孩子要乘着小船在波涛翻滚的湖上打鱼,又劳累又危险,尽管那么小的女孩子就要操持家务照顾生病的父母,尽管无情的疾病夺去了他们的父母、祖父母、姑姑、叔叔、表兄表妹……,他们仍然满怀希望,快乐地尽情地生活——直到疾病袭来。” 韦克斯勒开始在草堆里捞针了。第一步,她采集了500个人的血样。“炎热、喧嚣的采血的日子。”然后,她把血样送到了吉姆·居塞拉(Jim Gusella)在波士顿的实验室。他开始通过测试基因标志的办法来寻找致病基因:随机选择一些DNA片段,可能与正常DNA相同,也可能不同。好运向他微笑了。到1983年年中,他不仅分离出了一个与致病基因距离很近的标志,而且确定了它是在四号染色体短臂的顶端。他知道这个基因是在基因组里那百万分之三的序列里。完事大吉了吗?没有这么快。这个基因所在的区域有100万个字母长。草堆变小了些,但还是很大。八年之后,这个基因仍然是个谜。“这项工作是无比辛苦的,”韦克斯勒的语气像是维多利亚时代的探险者:[4]“四号染色体顶端这个地区,环境极其险恶。过去的八年,我们就像是在攀登珠穆朗玛峰。” 持之以恒得到了回报。1993年,这个基因终于被找到了。它的内容被读出来了,致病的突变被确认了。这个基因所含的配方可以制造一种被称做亨廷顿蛋白的蛋白质:因为蛋白质是在基因之后发现的,所以蛋白质就以基因命名了。CAG这个词在这个基因中部的重复,使得蛋白质的中部有一长串谷氨酰胺(在基因语言里,CAG的意思是谷氨酰胺)。对于亨廷顿氏病来说,蛋白质这一部分的谷氨酰胺越多,发病的年龄越小。 这个对亨廷顿氏病的解释,看上去很没有说服力。如果亨廷顿蛋白的基因有问题,那为什么它在病人生命的前30年里没有表现出异常?很明显,亨廷顿蛋白的突变型是逐渐积累起来的。与早老性痴呆和疯牛病一样,在细胞里逐渐积累起来的这些黏糊糊的蛋白质团团,最后导致了细胞的死亡。这团蛋白质可能诱导了细胞的“自杀”。在亨廷顿氏病里,这主要发生在大脑里控制运动的区域,所以后果是病人的运动越来越困难越失控。 最让人没想到的,是CAG这个词的过度重复并不是亨廷顿氏病的专利。另外有五种神经方面的疾病,也是因为所谓的“不稳定的CAG重复”而造成的,不过是在其他基因里。小脑性运动失调就是一例。还曾经有过一个奇怪的科研报告:把一长串CAG插到老鼠体内一个任选的基因里之后,老鼠出现了一种发病较晚的神经性疾病,跟亨廷顿氏病很像。所以,不管CAG的过度重复出现在什么基因里,它也许都可能导致神经疾病。还有,其他一些因神经退化而导致的疾病,也是由于一些词的过度重复而造成的,每一个这种词都以C开始以G结尾。有六种病是因为CAG重复造成的。在X染色体上有一个基因,如果CCG或CGG在它的开头部分重复了200次以上,就会导致“脆弱X综合症”。这是一种很常见的痴呆症,病人与病人之间症状区别很大。正常人的重复在60次以下,病人体内的重复可以高达1000次。在第十九号染色体上有一个基因,如果这个基因里CTG重复次数在50~1000次之间,就会出现肌萎缩症。有一打以上的疾病都是因为三个字母的词重复过多引起的,这些病被称为多谷氨酰胺病。在所有这些疾病里,比正常长度长的蛋白质都有一种倾向,就是积累成无法被降解的蛋白质块,导致它们所在的细胞死亡。这些疾病有不同症状只是因为在身体不同部位基因的表达不太一样。 以C开头以G结尾的这些词,除了代表谷氨酰胺之外,还有什么特殊之处?一种名叫“预期效应”的现象给了人们一些启发。人们早已知道,那些患有严重亨廷顿氏病或“脆弱X综合症”的人,他们的孩子发病时间一般会早于父母,病情也更严重。预期效应是这样一种现象:父母体内的重复越长,基因复制给下一代的时候,加长的长度就越长。我们知道,这些重复的DNA会绕圈,形成一个名叫“发夹式结构”的东西。DNA喜欢自己跟自己黏在一起,形成发夹式的结构,以C开头以G结尾的词里面的C和G在“发夹”中间连接起来。当DNA复制的时候,“发夹”被打开,复制机器可能会滑一下,多余的词就被插到DNA里了。 有个简单的比方,也许可以帮助读者理解。如果我在这句话里重复说六个词:CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,你会不费劲地数清楚它们。但是我如果把这个词说36次:CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,CAG,我敢打赌你很容易会数错。DNA也是这样。重复的次数越多,复制机器在复制DNA的时候就越容易再插一个进去。它指在“书”页上的手指稍微一动地方,就忘了自己数到哪儿了。另外一种解释(可能两种解释都对)是说,检查复制情况的系统,被称为错配修复系统的系统,只善于查出比较小的错误,而不是这种一个词被大量重复的错误。 这也许可以解释为什么这些疾病都是在一定年龄之后才发病。伦敦戈爱恋医院的劳拉·曼吉亚丽尼(Laura Mangiarini)造出了一些转基因老鼠,它们携带有亨廷顿基因的一个片段,里面有100次CAG重复。当这些老鼠长大了的时候,在它们的所有器官里(只有一个除外),重复的次数都增加了。最多的增加了10次。那个例外的器官是小脑,是后脑里分管运动机能的部分。小脑里的细胞自从老鼠学会了走路之后就不需要再变化了,所以它们也不再进行分裂。复制错误都是在细胞分裂的时候产生的。在人体内,重复的次数在小脑里是逐渐减少的,尽管在其他器官里重复越来越多。在那些制造精子的细胞里,CAG的重复越来越多,这就解释了为什么一个人发病的年龄跟他出生时他父亲的年龄有关:父亲年龄越大,孩子发病年龄越早,病情越严重。(顺便提一句,现在人们知道,整个基因组里的基因突变率,在男性里是女性的五倍。这是因为男性DNA在男性的一生中都在不断复制以提供新鲜的精子细胞。) [上一篇]  [下一篇]
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