黑猩猩の基因

黑猩猩  基因差異
基因組測序研究在媒體裡熱鬧地反復出現，讓這樣一些數字為普通公眾所熟悉：人與果蠅共享60%的遺傳信息，與老鼠的相似度是80%，與黑猩猩的相似度約為98.5%。僅僅1.5%的差異，就決定了一個在籠子外面、一個在籠子裡面；一個辦奧運會、一個在樹上跳來跳去；一個研究哥德巴赫猜想、一個數到9就很了不起；一個可以長成奧黛麗·赫本那樣、一個全身披滿黑毛；一個大講“人生而平等”、一個在醫學實驗室裡受折磨。直立行走、複雜語言、科學和藝術、哲學和宗教……這些人特有的東西，其根源都可追究到這1.5%。而在這1.5%中，又究竟是哪些具體的差異，在黑猩猩與人之間劃出了界限？

美國科學家已於2003年繪製出了黑猩猩的基因組草圖，但還不夠精確和完整。在將黑猩猩與人這樣的近親進行比較時，很難說哪些基因差異是真的差異、哪裡只是數據誤差。在2004年5月27日出版的英國《自然》雜誌上，一群來自舊大陸的第三類黑猩猩宣布，他們完成了對普通黑猩猩第22號染色體的測序。來自德國馬普學會、日本理化研究所和中國國家人類基因組南方中心等機構的科學家說，他們聯合進行的這次測序，所得的數據足夠精確，適用於與人類基因組進行可靠的比較分析。

人類有23對染色體，黑猩猩有24對——大猩猩也有24對，例外的是我們而不是黑猩猩。黑猩猩的第22號染色體，對應人類第21號染色體。對比顯示，兩者DNA序列上對應區域間單個鹼基（遺傳信息的“字母”）之間的差異為1.44%，即“單鹼基置換”差異。這個結果基本上在意料之中，平息了以前的一些爭論。這次測序的錯誤率是每一萬個“字母”錯誤不到一個，因此比較黑猩猩與人的兩條染色體時，由數據誤差而產生的差異，在全部“字母”差異中不足1%。

黑猩猩

但對比的結果更多的是意外。人和黑猩猩的基因組中，都有大片大片的“垃圾DNA”，它們不編碼蛋白質，不會對生理功能起什麼作用。以前人們猜想，人與黑猩猩的基因差異，可能大部分存在於基因組中的垃圾地帶。也就是說，在真正起作用的基因中，兩者的差異更小。然而這次研究顯示，DNA序列有用部分的差異，並不比無用部分更少，至少在這條染色體上是如此。科學家檢查了231個被認為起作用的基因，其中83%存在差異，影響到了它們所編碼的蛋白質的氨基酸序列（蛋白質是氨基酸分子構成的長鏈），不過微小的差異不一定影響到蛋白質的功能；有顯著結構差異的基因約佔20%，有47個。黑猩猩的基因組總共約有30億個鹼基，第22號染色體上約有3300萬個，佔總量的1%左右。由此看來，如果基因差異在各染色體上分佈均勻，那麼人與黑猩猩可能有幾千個基因存在顯著差異。尋找決定人與黑猩猩之差別的關鍵基因的工作，將比預料的更困難。

比較還顯示，兩條染色體之間存在大量的“插入/刪除”（INDEL）差異。 “插入”是指一段DNA出現在一個物種的DNA裡卻不在另一物種的DNA裡，“刪除”意思是某一物種的DNA有一個片段丟失了，INDEL是兩種差異的總稱。黑猩猩的第22號染色體和人類的第21號染色體，INDEL差異的DNA片斷多達6.8萬個。大多數片斷很短，只有不到30個“字母”長，但也有的長達5.4萬個“字母”。 INDEL差異導致人類21號染色體比黑猩猩22號染色體多40萬個字母，這意味著人和黑猩猩的共同祖先的染色體可能更長。在兩者獨立進化的過程中，黑猩猩的染色體損失了更多的DNA片斷。