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们研究的DNA数量相对较少,只有约700个核苷的长度,而且选择的研究对象只有38个,因此很有可能,他们只是背运地选择了Y…染色体上一个没有变异的区域。根据这一结果,他们推测男性祖先“亚当”生活在距今0至80万年前。有关人类的起源和迁徙,他们并没有提出新的见解,但是他们的努力,为研究不同区域人群的Y…染色体奠定了基石。
随后几年,在Y…染色体上又发现了少量多态性。亚利桑那大学的米歇尔·哈默发现的一些多态性数量证实了线粒体的研究结果:“亚当”20万年前生活在非洲,他正性急地赶去南非草原与“夏娃”约会。但是,Y…染色体多态性总数仍然很少。现在到了该取得突破性进展的时候了,还是在加利福尼亚的旧金山海湾,新的一页开始了。
压力之下(1)
20世纪60年代末,彼德·昂德希尔在加利福尼亚开始了他的科学研究生涯,他最初的研究领域是海洋生物。1981年他在特拉华大学获得博士学位,之后他返回了加利福尼亚,那正是生物技术飞速发展的时期,他从事一些诸如用分子生物技术提取酶等工作。也就在那时,他被遗传学家们建立的令人眼花缭乱的基因图谱深深地吸引住了,那时生物技术产业日趋成熟,而旧金山正是DNA重组所引发的一系列革命的中心。同时,在硅谷及周围,切割、接合基因这一生物学的“副业”,广泛地应用到了计算机产业中。
1991年,彼德厌倦了商业研究,他申请到斯坦福大学路卡·卡瓦利…斯福扎实验室做合作研究人。通过面试,实验室的领导层相信他能适应这里严密的组织和相互协作的要求,他被录用了。一开始,彼德在实验室从事mtDNA顺序研究,但他很快对Y…染色体产生了浓厚的兴趣。那时,卡瓦利…斯福扎的实验室是一个令人神往的地方,也是“点燃火种”的地方,我有幸那时在那里做博士后,几乎每周那里都会产生统计学和遗传学分析的新方法,充满了浓郁的学术气氛。20世纪90年代,几乎每一个有重要影响的遗传学家都在斯坦福工作过,或是斯坦福的学生,或是在那里做博士后,如戴维·高斯坦、马克·塞尔史坦德、金力等,这三个人在后面的章节都将会出现。有趣的是,这本书中一个最有影响的人物却是一位化学家。要解释其原因,我们需要对组成基因组的分子有所了解。
在遗传学家的“工具箱”里,一个最主要的“工具”,是从细胞组织中分离出DNA片断的能力。和蛋白质一样,DNA存在于细胞之中,是一种被称为核苷碱基的线型链条状的组织。就像构成蛋白质的氨基酸一样,DNA的顺序转译生物信息。但是,和蛋白质不同的是,DNA的碱基有4种类型:腺嘌呤(A)、胞嘧啶(C)、鸟嘌呤(G)和胸腺嘧啶(T),我们每个人就像它们的手工作品一样,正是这些碱基构成基因密码,决定我们成为一个什么样的生命个体。就像摩尔斯电码,它用点和破折号来转译信息,DNA也是如此,它的“点和破折号”就是这些核苷碱基,它们的数量大约是30亿个。
从组织中分离出分子混合物的方法,同样可以用来推断DNA分子中核苷的顺序。这是因为,生物化学技术可以做到,根据核苷的顺序得出一定长度的片断。得出这些片断后,把它们放进胶质状电流产生的矩阵,就可以分离出DNA。因为DNA是负电荷,它们会朝矩阵另一端正电荷的方向移动。有趣的是,在凝胶体的矩阵里,这些片断的运动速度会减慢,因为它们要穿过凝胶微小、迷宫般的通道。速度减慢程度和它们的长度成正比,分子越长速度越慢,因为有更多的组织要从那条微细的通道挤过去。这一切在理论上讲起来非常枯燥,但它的画面真的美丽至极。这种技术被称为定序,过去30年里,几乎每个重要的遗传学成果都用到了定序的技术,这真的是一个艰苦的工作,但它十分有效。
定序的一个主要问题是它相当慢,而且,要得到所需要的DNA分子顺序,要进行的生化反应的费用也十分昂贵。为此,遗传学家尝试用更快、更便宜的方法来检测DNA顺序。他们通常的做法,是将一个个体的DNA,与另一个个体的进行比较,而这个的DNA顺序,已经在实验室使用生物化学、凝胶技术检测出了结果,通过比较找出两者间的区别。DNA顺序的不同就是我们的多态性,它们决定着个体的易感疾病、头发的颜色(前提是你没有染发)和其他一切遗传的特点。但是,它们大多数对携带者并无影响,只是我们天生继承下来的“行囊”,是我们血统的制造者。而对人类学家和历史学家来说,这些制
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