不务正业的RNA

（文 / 袁越）

现代遗传学的鼻祖是孟德尔，这个奥地利修道院的园丁研究了几十万个豌豆，终于发明了“孟德尔遗传定律”。其实很多人都知道这个定律，只是自己没意识到而已。举个例子，大家都知道血型分A、B、AB和O这4种。简单地说，决定血型的基因有3个，分别是A、B和O。其中A和B是显性的，有它们哥儿俩在，O基因就没有发言权了。换句话说，如果A和O碰一块儿，这个人的血型一定是A。

每个人体内都有两个血型基因，分别来自父、母亲。假定某人的父母都是A型，那么他仍然有可能是O型血，前提是他父母的基因都是AO。在这种情况下，A和O是各自独立地遗传下去的。按照数学计算，此人具有O型血的几率是1/4，实际情况也是如此，所以我们说人的血型遗传符合孟德尔定律。

有人说，规矩的建立就是为了被打破的，孟德尔定律也不例外。今年5月25日出版的《自然》杂志就刊登了一篇论文，对孟德尔遗传定律发起了挑战。论文的第一作者是法国尼斯大学的科学家米努·拉索扎德根（Minoo Rassoulzadegan），他和同事们试图搞清褐鼠尾巴白斑的遗传机理。正常褐鼠尾巴上没有白斑，但假如一个名叫Kit的基因发生突变，则该老鼠的尾巴上就会长出白色斑块。这个突变是致命的，也就是说，携带两个相同的Kit突变基因的老鼠出生后不久就会死掉。研究人员让两只携带一个突变基因拷贝的杂合体老鼠进行交配，按照孟德尔定律，产下的老鼠必将有1/4是带有一对正常基因的正常老鼠。可实验结果大大出乎他们的预料，这些体内根本没有突变Kit基因的老鼠居然也长出了带有白斑的尾巴！

这个惊人的结果，推翻了孟德尔遗传定律。

其实，这一现象早在很多年前就在植物中被发现了。1956年，美国植物学家亚历山大·布灵克（Alexander Brink）首先提出了“副突变”（Paremutation）这个概念，用来解释发生在玉米中的一种反常的遗传现象。一些玉米突变基因能够改变玉米粒的颜色，但是某些突变基因即使没有被遗传下去，仍然能够影响后代的颜色。科学的说法是:某些突变基因通过人类还不知道的方式影响了其等位基因（ABO血型基因就互为等位基因）在后代中的表达。这一明显违反孟德尔定律的遗传现象只在个别种类的植物中被发现过，为此科学家们研究了50年，仍然没有搞清其机理。

拉索扎德根所做的褐鼠实验可以说是第一次在动物中发现的“副突变”现象。为了弄清原因，拉索扎德根仔细研究了带有变异Kit基因的褐鼠，发现他们体内含有大量的Kit mRNA。mRNA又叫信使RNA，是DNA转化成蛋白质的必经之路。换句话说，这是RNA的主业。但是在褐鼠这里，这些信使RNA跑到了精子里，并在受精时传给了卵子。难倒是这些不务正业的RNA造成了褐鼠尾巴上的白斑吗？为了检验这一假说，拉索扎德根把变异了的Kit mRNA注射进正常老鼠的受精卵内，结果发育出来的老鼠真的就带有白斑，而且这一性状能够遗传到第二代老鼠身上。

这一现象说奇怪也不奇怪，因为近年来已经有不少例子表明RNA有许多人类还不知道的奇特功能。就在去年，普杜大学的科学家发现水芹DNA有时会发生奇怪的变异，变回到祖父的DNA序列，他们提出一个大胆的假说，认为水芹遗传了祖父的RNA。而在某些时候水芹会用这些RNA作为模板，合成出祖父的DNA。

当然，这些假说都还没有得到最终确认，还有很多实验需要去做。但这项发现足以让很多科学家激动不已，因为它不但可能改写孟德尔定律，还可能解释很多反常的生命现象。早在1997年，牛津大学科学家就发现了一个奇怪的现象:儿童的糖尿病发病率与父亲的某个基因有关，即使这个基因并没有遗传给孩子。现在看来，很可能父亲把这个基因的mRNA遗传给了孩子。康奈尔大学的科学家保罗·索罗威指出，这一发现很可能解释了“祖先印记”的遗传现象，也就是说人类在某些时候会突然表现出远祖的某些特征，即使找不到与此有关的基因。

那么，从进化的角度看，这些不务正业的RNA到底有什么好处呢？《自然》杂志在评论这个新发现时举了一个例子:某些植物可以在干旱时改变某个基因的表达方式，并把这一应急机制通过RNA遗传给后代。这个简便的方法可以使后代获得更好的适应能力，却不用改变DNA的顺序。因为干旱是暂时的，而与之相应的应急机制在一般情况下并不适用。DNA就好比是正式工，一旦发生改变就很难恢复常态了。不如让RNA当一会儿临时工，干完活就辞退了事。■ RNA不务正业dna科学科普信使rna基因合成