首页 > 专栏 > 土摩托:生命八卦 > 正文

人的相貌是如何决定的?

2013-11-26 09:40 作者:袁越来源:三联生活周刊 2013年第47期
人的相貌是由基因决定的,但到底是哪些基因呢?

世界上有没有两个长得完全一样的人呢?截至目前,答案是否定的。即使是同卵双胞胎,长相也会有微小的差异,仔细看都能找出差别。

那么,人的相貌到底是如何决定的呢?一个简单的答案是:基因。从大的方面来看,这个道理很容易理解。同一个家庭的成员,或者同一个族群内部的个体,因为基因相似,往往有着相似的外貌,比如东亚人的单眼皮,或者非洲人的厚嘴唇等等。这些特征有着明显的家族或者种群差异性,很容易分辨。

但是,从小的方面看,同一个族群的不同成员之间的相貌也有细微差别,比如鼻子的高低,眼睛的大小,以及五官之间的相对位置等等。这些细微变量以及它们的各种排列组合的总数是惊人的,否则很难解释为什么全世界70亿人当中竟然找不出两个长得完全一样的人。问题在于,人类只有不到3万个基因,其中直接负责脸部结构的基因更是少得可怜,它们当中大部分还是和某些遗传病有关的,比如唐氏综合征患者特有的脸型。除此之外,负责健康人相貌的基因数量非常少,根本无法解释为什么每个人都长得不一样。

所以说,决定人类相貌的不仅是基因,而是整个基因组。

所谓基因组,指的是人类23对染色体上的所有DNA序列,基因只是其中负责编码蛋白质的DNA片段而已,它们的总长度加起来只占人类基因组总长度的2%。换句话说,人类基因组当中有98%的片段都不直接编码任何蛋白质,因此曾经被科学家们称之为“垃圾DNA”。后续研究发现,它们并不都是没用的垃圾,其中含有大量具备调控功能的DNA片段,这些片段就像电灯开关,负责启动和调整基因的功能。如今该领域已经成为基因组研究的热点,因为这些调控基因是很好的药物靶点,也是解开很多生命之谜的关键所在。

美国劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Labora-tory)的科学家艾克索尔·维瑟尔(Axel Visel)博士就是其中之一。他和同事们利用小鼠作为实验对象,找出了决定人类相貌的原因,论文发表在今年10月25日出版的《科学》(Science)杂志上。

作为哺乳动物,小鼠脸型的发育过程和人类非常相似。维瑟尔及其同事们决定从小鼠胚胎入手,找出所有与脸部发育有关的增强子(Enhancer)。增强子是基因组中特定的一些DNA片段,能够有针对性地调控基因的功能。最终研究人员一共找到了4399个与脸部发育有关的增强子,其中一部分增强子属于基因开关,比如可以让某个基因只在鼻子上发挥功能,却在面颊上失效。另一部分增强子则可以联合起来调控各个基因的活性,从而调整脸的各个部分的比例。

这个结果说明,虽然负责脸部发育的基因总数很少,但负责基因功能的调控因子的数量却非常多,正是由于这些调控因子的存在,才使得不同小鼠之间的长相各不相同。

为了进一步证明这一点,研究人员还通过基因工程的手段培育出一种转基因小鼠,其体内有3个增强子被去掉了。结果这批小鼠的相貌全都发生了细微但却统一的变化,可以很容易地和对照组区别开来。

从进化的角度看,这种调控方式是非常聪明的。基因是生物最重要的资源,轻易改变不得。用增强子的方式来调控,可以让小鼠不用改变基因本身,就可以单独地调整脸部各个部分的比例。

最后,研究人员测量了这些增强子的DNA序列,发现它们中的大多数都可以在人类当中找到同源序列,这说明人类很可能也和小鼠一样,是通过增强子来控制相貌的。人类基因组中的基因总数虽然很少,但增强子的数量可以非常多,这就是为什么人的相貌会如此不同的主要原因。
也许有人会说,既然已经搞清了相貌的秘密,将来就可以通过人工干预的方式生出漂亮娃娃了吧?其实这项研究恰恰说明这个方法几乎是不可行的,因为决定相貌的因素实在太多了,人工干预太麻烦,几乎没有实现的可能。

既然如此,为什么还要研究这个问题呢?原来,很多增强子同时也会参与其他基因的功能调控,相貌本身虽然和健康无关,但另外一些基因的影响可就大了,这就是为什么大多数人喜欢找漂亮的配偶,因为这往往代表着他们具有好的基因。科学家希望通过研究相貌的成因,找出不同相貌特征和健康之间的关系,然后通过相貌来诊断疾病。

 

阅读更多更全周刊内容请微信扫描二维码下载三联中读App,注册就有红包哦!

版权声明:凡注明“三联生活周刊”、“爱乐”或“原创”来源之作品(文字、图片、音频、视频),未经三联生活周刊或爱乐杂志授权,任何媒体和个人不得转载 、链接、转贴或以其它方式使用;已经本刊、本网书面授权的,在使用时必须注明“来源:三联生活周刊”或“来源:爱乐”。违反上述声明的,本刊、本网将追究其相关法律责任。

《立冬》现已上线即刻前往 App Store 搜索“三联生活节气”体验更多精彩。

《霜降》 《寒露》 《秋分》

微博@三联生活周刊
微信:lifeweek
扫描下载三联中读App
三联中读服务号