《自私的基因》一書(shū)中講到,我們都是生存機(jī)器——作為運(yùn)載工具的機(jī)器人,其程序是盲目編制的,為的是永久保存所謂的基因這種稟性自私的因子。這句話說(shuō)的非常精妙,一直以來(lái)人類(lèi)都是這個(gè)社會(huì)的主宰,在這里我們反而成了工具,而主體是基因,那么什么是基因呢?
Misteli, T. Cell 183, 28–45 (2020)
什么是基因?
目前來(lái)說(shuō)基因一詞我們并不陌生,基因可以定義為DNA或RNA分子上的一段序列,這段序列包含了制造特定蛋白質(zhì)或功能性RNA所需的所有信息。在大多數(shù)生物中,基因位于DNA上,而在某些病毒中,基因可能位于RNA上?;虻男蛄袥Q定了蛋白質(zhì)的氨基酸序列,從而影響了蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能。
基因是DNA的功能單元,DNA包含多個(gè)基因。DNA由四種不同的核苷酸組成,這四種核苷酸分別是腺苷酸(A)、胸苷酸(T)、胞嘧啶(C)和鳥(niǎo)苷酸(G)。每個(gè)核苷酸由三部分組成:一個(gè)磷酸基團(tuán)、一個(gè)糖分子(脫氧核糖)和一個(gè)含氮堿基。這四種堿基通過(guò)氫鍵配對(duì)形成特定的組合,即A與T配對(duì),C與G配對(duì)。我們平常所說(shuō)的基因檢測(cè)也就是檢測(cè)的是DNA序列。
基因檢測(cè)測(cè)什么?
DNA是遺傳信息的載體,它以線性分子的形式存在于細(xì)胞核中。每個(gè)細(xì)胞核中包含46條染色體,這些染色體由大約60億個(gè)堿基對(duì)組成,總長(zhǎng)度大概2.04 m,大約有20,000到25,000個(gè)基因。這么多的數(shù)據(jù)量要是都測(cè)將是很大的工作量,所以基因檢測(cè)不會(huì)測(cè)全部的基因,一般測(cè)的都是單核苷酸多態(tài)性。
單核苷酸多態(tài)性(Single nucleotide polymorphisms, SNPs)是指基因中單個(gè)堿基發(fā)生改變或缺失,導(dǎo)致特定位置的氨基酸發(fā)生改變,從而導(dǎo)致表型的改變。許多生理狀態(tài)或疾病都與表現(xiàn)出生理狀態(tài)或疾病的人的基因組中與特定基因相關(guān)的SNP的發(fā)生有關(guān)。
怎么讀懂基因檢測(cè)?
一般人拿到基因檢測(cè)結(jié)果看到某個(gè)基因的基因型是TT這是什么意思?舉個(gè)例子,研究這經(jīng)過(guò)大量的研究確定超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)是生物體系中抗氧化酶系的重要組成成員,它能夠催化超氧陰離子自由基歧化生成氧和過(guò)氧化氫,在機(jī)體氧化與抗氧化平衡中起到至關(guān)重要的作用,與很多疾病的發(fā)生、發(fā)展密不可分。進(jìn)一步研究相關(guān)位點(diǎn)定位到rs4880位點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)這一位點(diǎn)有3中類(lèi)型,AA(25%)/AG(49%)/GG(26%),也就是說(shuō)每100個(gè)人中就有25個(gè)人是AA基因型,49個(gè)AG基因型,26個(gè)GG基因型。AA基因型的皮膚抗氧化能力比較強(qiáng),相對(duì)的GG基因型的皮膚抗氧化能力比較弱。
那么你可能會(huì)說(shuō)為什么要做這個(gè)基因檢測(cè),檢測(cè)了有什么用呢?我們用一篇文獻(xiàn)來(lái)說(shuō)明一下。
Jordi Naval的研究表明,群體基因型群體的識(shí)別具有個(gè)性化治療的潛力。研究確定了與皮膚某些特性相關(guān)的關(guān)鍵蛋白質(zhì)和SNP,這些特性會(huì)導(dǎo)致皮膚老化。研究在這些蛋白質(zhì)的基因編碼中選擇了一組13個(gè)SNP,這些SNP可能與皮膚老化有關(guān)。研究將120名女性志愿者的樣本根據(jù)基因型特征分為10組,顯示出不同的皮膚特性(即氧化應(yīng)激、彈性和水合作用)。
考慮到文獻(xiàn)中描述的每個(gè)遺傳變異的不同蛋白質(zhì)功能(表1),基于對(duì)皮膚生化和代謝特性的多態(tài)性集的集體貢獻(xiàn),將全局效應(yīng)分配給每個(gè)集群。這種聚類(lèi)分析表明,不同的皮膚護(hù)理需求取決于每個(gè)遺傳簇中存在的自然發(fā)生的單一遺傳變異。
例如,集群8顯示出最差的抗氧化基因組合,具有最弱版本的NAD(P)H脫氫酶[醌]1蛋白,谷胱甘肽過(guò)氧化物酶1和過(guò)氧化氫酶,這些酶是與抗氧化途徑相關(guān)的酶,而集群10顯示出良好的抗氧化損傷遺傳能力,這是由于核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2,超氧化物歧化酶II和過(guò)氧化氫酶的基因版本良好。因此,針對(duì)第8類(lèi)人群的化妝品或療法應(yīng)該比針對(duì)第10類(lèi)人群的化妝品更集中于抗氧化成分——不僅因?yàn)榈?類(lèi)人群的天然抗氧化潛力似乎有所降低,這就是為什么他們需要抗氧化補(bǔ)充劑,而且因?yàn)榈?0類(lèi)人群的皮膚具有良好的天然抗氧化能力,可能會(huì)被過(guò)量的抗氧化成分(天然基因加上使用具有更強(qiáng)抗氧化能力的化妝品)損害。很明顯,每一種不同的基因簇都顯示出對(duì)所研究的三種主要特征中的每一種的獨(dú)特需求組合。不僅需要補(bǔ)充某些皮膚功能的缺乏或低活性,而且化妝品或皮膚療法中過(guò)量的活性成分甚至可能對(duì)那些遺傳背景已經(jīng)提供強(qiáng)大天然能力的人有害。因此,研究建議基因組分析可以通過(guò)進(jìn)行簡(jiǎn)單的基因測(cè)試并將個(gè)體分配到十個(gè)遺傳組中的一個(gè),從而有助于表征人類(lèi)皮膚護(hù)理和抗衰老需求。
參考文獻(xiàn)
[1] Naval Jordi,Alonso Vicente,Herranz Miquel Angel,Genetic polymorphisms and skin aging: the identification of population genotypic groups holds potential for personalized treatments.[J] .Clin Cosmet Investig Dermatol, 2014, 7: 207-14.
[2] Misteli, T. The self-organizing genome: principles of genome organizationand function. Cell 183, 28–45 (2020).