第7章 第一卷 第七章 基因突變
病毒有很多種,根據其遺傳物質分類,世界上的病毒大體分為DNA和RNA病毒兩大類型,還有為數不多的蛋白質病毒。這些病毒的復制方式不同,對宿主細胞的危害也會不同。
比如讓人聞風喪膽的Ebola病毒。這種RNA病毒侵染人體後,會直接引起宿主細胞的迅速損傷和死亡,同時激活免疫系統的強烈炎症反應,造成宿主個體的迅速死亡,時間過程一般在幾天到幾周之間,而病毒本身也因為喪失宿主而滅亡。
另一種是慢性潛伏性病毒,比如CMV病毒,這種大個頭的DNA病毒侵染人體細胞後會進入細胞核里要麼潛伏下來,要麼利用細胞里的物質復制出新的病毒,但大都不會對宿主細胞產生很強的毒性而使其死亡,因此也不威脅宿主的生命,從而能夠和宿主共度一生。
HIV病毒則介於兩種極端例子之間,它可以在復制過程中整合到宿主細胞的染色體上,成為宿主細胞的一部分。如果它進入潛伏期,它就能和宿主細胞共存亡幾十年,如果它在繁殖期,它就會耗盡宿主細胞的資源殺死宿主細胞。
而這種喪屍病毒卻又有點不一樣,對於腦細胞,和所有有威脅的細胞來說,它的目的都是殺死它們,而其它細胞對於這種病毒來說,不過是用來增殖的工具罷了。
而現在有了一個問題,這種病毒在侵入細胞後,誘發了基因突變,常染色體的基因編碼被改寫,甚至,姚越的Y染色體都變成了X染色體。
也就是現在姚越的染色體組成變成了22對被改寫過基因的常染色體,和1對XX染色體。
病毒改寫常染色體基因,讓人體血肉能夠外翻,根據自然選擇的說法,也許這能提高喪屍的生存能力。
但它將Y染色體改為X染色體是為什麼?
X染色體是一個大小完整、明顯正常的染色體,而Y染色體則小得多。在人類約20000至25000個基因之中,X染色體有1098個基因,而Y染色體只有78個基因。
盡管男性少一條X染色體,但根據劑量補償效應,另一條X染色體依舊能夠攜帶生存所必需的基因,因為不管男女,都會遺傳到X染色體。Y染色體決定了性別,但X染色體卻決定你能否存在。人類對X染色體的依賴程度,高於其它染色體。
病毒將其變為X染色體,是為了方便攜帶更多的基因!那空余的1020個位置,就是其進化的空間,在一次次的進化中,感染者會越來越強大。
姚越雖然變成了XX染色體,但他原來是XY染色體,後來的X染色體是由Y染色體轉變而來的,新的X染色體上仍然保留著Y染色體攜帶的基因。
Y染色體上的基因,尤其是雄性的性別決定基因——SRY基因,在變成X染色體後卻依然表達,所以雄性並不會因為感染喪屍病毒而變成雌性。
只不過不同的是,姚越比較特殊:
與其他感染者相比,他又發生了一次基因突變——他新的X染色體失活了。
一般女性雖然都有兩條X染色體,但事實上有一條會惰性化,變成巴爾體(Barr body),巴爾體異常凝縮,遺傳上表現為無活性。這個作用稱為X去活性(X inactivation)或里昂化作用(lyonization,以發現者Mary F. Lyon命名)。
X染色體上有許多重要的基因,女性有兩條X染色體,而男性雖只有一條,但女性的性染色體基因產物並不比男性多一倍。這種男女X連鎖基因產物相等的現象,稱之為劑量補償。這樣使得雌雄動物之間雖然X染色體的數量不一樣,但X染色體上的基因產物的劑量是平衡的,這個過程就稱劑量補償效應。
目前的假說認為,常染色體上有某個基因會制造出“阻礙因子”(blocking factor)來與X染色體結合,進而防止此染色體失去活性。而且阻礙因子能力有限,當此因子與某個X染色體結合之後,剩下其他的染色體將不受保護。
X染色體上存在一種稱為X去活化中心(X inactivation center,XIC)的序列,可調控X染色體的沉默化。與阻礙因子結合後,此去活化基因便不再表達。
而姚越就是因為發生了第二次基因突變,新的X染色體上的空余位被寫入了一段XIC的基因序列,他的這個X染色體上的其他基因因此失活了——該染色體的基因不進行表達。
在細胞分化中,基因在特定的時間和空間條件下有選擇表達的現象,其結果是形成了形態結構和生理功能不同的細胞,這叫做基因選擇性表達。
SRY基因的缺失或是不表達,造成的結果就是性腺發育成卵巢,機體形成雌性外形。
也就是說,姚越會因此重新發育一套生殖系統。本來這是一個漫長的過程,但是姚越身上有喪屍的部分基因,喪屍的新陳代謝快,這也就意味著恢復能力強。
如果那喪屍病毒沒有將姚越的生殖器官分離,到時會與重新發育出的生殖系統,同時存在睾丸和卵巢的姚越,會變成扶她,醫學上稱為真兩性畸形。
病毒的進化能力非常強,說不准什麼時候就又突變了。只不過姚越新的X染色體上有XIC序列的存在,寫入的基因無法進行表達,這會限制姚越的進化。
所幸並不是整條染色體都會失活,一開始研究人員以為是整一條X染色體完全失活,或者說“沉默”,可是上世紀80年代末期,研究人員發現這個“沉默”染色體的部分基因依然是活躍的。
姚越只不過是目前新的X染色體的基因數太少,才會造成整條染色體的基因都不表達的現象。
進化的路上雖然會因為部分基因沉默而吃虧,但是姚越得到了他想要的——對一個異性幻想症患者而言。只不過,待到後面寫入的基因變多時,會否發生SRY基因重新進行表達的狀況?到時,對於姚越而言,又會是怎樣的故事?