自己玩出“超级结论”

　　1207页学习笔记

　　刚上学那会儿对啥都特新鲜，经历了千军万马挤独木桥的研究生考试，考上了自然特别开心。满心期待地第一次走进孙教授的办公室开研究生会，没想到孙教授说：“你们暂时不需要跟着我做研究，看书、做笔记，这就是你们第一年的任务。当然，你们有任何问题都可以来问我，不过我的答案一般都是让你们‘自己玩’。”一听这话，我们就疑惑了，书自然要看，但是研究生不跟着教授做实验，做课题，那我们怎么提高自己的研究能力？虽然心有不满，但我还是决定执行导师“自己玩”的任务。既然没办法自己动手作研究，那就先看看别人的研究经验，从基础开始吧。

　　成天泡在图书馆的日子就这样拉开了帷幕。没有具体的研究任务，看书就变得更加丰富和自由，孟德尔、摩尔根、贝特森、斯蒂文斯、麦克隆等等，每一位科学家的遗传学结论和实验验证我都一一翻阅，而且还翻看了不少遗传学的期刊杂志。5天一本书，一天5页读书笔记基本不在话下。通过大量的阅读我发现，人类遗传学原来有那么多有意思的研究成果。

　　比如美国有科学家提出，反社会人格是一种基因，好斗、爱争吵、说谎等性格，可能是天生的，而并非人们认为的“家庭环境和教育环境的产物”；以色列的科学家也提出，人类的某些表情来自于遗传，比如生气时咬嘴唇、思考时吐舌头等，而且消极的表情，如生气、吃惊、厌恶、伤心等，往往比快乐、集中精神更容易被遗传；英国的一项研究也十分有意思，得出的结论是孩子们爱吃肉，不愿意吃蔬菜也与遗传有关系。

　　最让我感兴趣的就是日本庆应大学高田肇教授关于人类长寿的遗传基因的研究了。他提出，人体内有两种组织适应性抗原基因——W和I基因与长寿有着密切关系。其中W基因使人容易患酒精性肝硬化、糖尿病、结肠溃疡等疾病，而I基因则有助于防止这些疾病。具有Ⅰ基因的人，要比没有这种基因的人平均多活13.3岁；没有W基因的人，寿命也要比有这种基因的人平均多活5.2岁。而且这两种组织适应性抗原基因与我们的血型一样，是可以被一代代遗传下来的，综合父母、祖父母和外祖父母及近亲家属的死亡年龄来预测自己的寿命在未来也极有可能实现。

　　一开始特羡慕其他同学能跟着导师做研究，自己只能埋头苦读，现在才发现，拿着最新的研究内容或者冷门遗传学知识在兄弟们面前“显摆”的感觉真是太爽了！一个多学期下来，我的读书笔记居然有1207页，这个数字是我自己都没想到的！在研一第二学期末，孙教授终于跟我们讲述了他的理念：“遗传学是非常广博的一门学科。人类有23对染色体，含有31.6亿个碱基对，组成了2万.2.5万个基因，对这些遗传基因的研究有时候很枯燥乏味，与其让你们在反复的实验中反感这个学科，不如让你们自己去发现这个学科的真正魅力！”

　　Research的真正含义

　　研二时，终于要做课题啦！可是孙教授还是没有给我们太多的方向。“主题、实验，你们通通自己决定。我给你们实验室的钥匙！”又被“放养”了！

　　我开始在脑海里搜索一个可用的主题，但对于课题研究不大有经验的我，要想独立完成一个实验研究，还是很有挑战的。硬着头皮，我敲响了孙教授办公室的门。说明来意后，孙教授笑着问：“你要做的是什么？”“课题研究啊！”“你知道为什么研究叫做‘research’吗？search是寻找，research就是再寻找。遗传学中，每一个基因上的遗传物质都有可能导致个体不同的生命表现，这就更要求我们一而再，再而三地对同一个问题进行反复求证，这才是‘research’的真正含义。从你1000多页的读书笔记中寻找到你感兴趣的话题，按照其中的实验步骤自己做一遍，看看是不是有新的发现。”

　　那就从DNA甲基化检测开始吧！DNA甲基化是最早发现的基因表观修饰方式之一，这种修饰方式能在不改变基因序列前提下实现对基因表达的调控。它可以使得动物在一套DNA序列的基础上，从一个受精卵分化成200多种细胞，最终形成各类不同的组织器官。甲基化检测就是用来测试甲基化是否发生或发生了多少的。这不是难度很大的实验，而且在基因转录和表现上处处应用的到，第一个实验从它下手肯定错不了。

　　业内对于DNA甲基化的检测方法也已经有多种，包括限制性内切酶法、直接测序法、高效液相色谱法等等，我的实验就是基于高效液相色谱法的检测方法进行的。我选用了正常人淋巴细胞基因作为实验对象，分为两份，其中一份做了SssI酶（一种能引起甲基化的酶）处理。我先后在两组淋巴细胞中分别提取出DNA，再分别用盐酸将其水解成碱基，水解产物通过色谱柱后，用紫外光测定各自的吸收峰值及其量，就可以得到基因组整体的甲基化水平了。

　　做完这个实验，我脑子里马上就冒出了一个问题——既然DNA可以遗传，那么这些DNA的甲基化是否也可以同时被遗传呢？此前对于甲基化可遗传性的研究基本是空白的，说不定这项研究能得出一个独创性的结论呢！想到这里，我更加跃跃欲试。

　　“超级结论”

　　“很好！你看，这样你就学会举一反三了！很多观点就是在反复的实验中被提出来的。”孙教授听了我提出的问题后点点头。这也激发了我强烈的求知欲！翻阅了大量的资料后，我总结出，在两性生殖的物种中，子代与父代往往会具有相似的长相、表情、性格。这是由DNA中的表观遗传信息所决定的，而甲基化恰好是影响表观遗传信息的一个关键因素。既然DNA可稳定遗传是已经被验证了的，那是不是也意味着，只有DNA上的甲基化被遗传，才能实现DNA上携带信息的遗传，让子代出现了与父代相似的长相、表情和性格呢？

　　为了验证这个推断，我在导师的帮助下，用小白鼠的受精卵细胞进行了进一步的实验。我们通过观察小鼠受精卵的发育过程，进行受精卵甲基化图谱的绘制。多次实验后，我发现，在受精卵细胞进行分裂的过程中，精子的甲基化图谱一直存在，而从受精卵细胞的第五次细胞分裂开始，卵子的甲基化图谱便开始消失。这个实验结果不仅验证了甲基化可以遗传，而且说明了在受精卵发育过程中，甲基化遗传因素可能全部来自于父源DNA。

　　有了这个结论后，我太兴奋了！一直以来，我们对表观遗传信息的传递方式知之甚少。业界大都认为卵子体积大，富含蛋白质和RNA，而精子体积小，仅能携带DNA，因此推断决定早期发育的信息几乎都在卵子中。我的结论在一定程度上对这种长久来的推断提出了质疑，简直就是一个“超级结论”。孙教授对于我的实验结果也很惊喜。“非常有创意的猜测！一直以来我们大都是用卵细胞来做DNA的相关实验，这个结论很有可能会影响以后的实验方向！”

　　不过孙教授并不想让我停留在这个结论上。遗传学在医学上的意义十分深远，他希望我能从医学的角度上提供更加具有实际意义的研究成果。一次会议上，孙教授拿出他珍藏的博士学位证书，证书上用拉丁文写着一句话：“恭贺你已经对人类普遍的知识有所创新，这个创新或大或小，都是对于普遍的知识有所贡献。”孙教授说：“我希望你们读研不是单纯地听课、写论文、拿毕业证书，而是真正地在学术上有所突破。”

　　这时候，我才完全了解了导师的良苦用心。目前，我正对这个“超级结论”进行进一步研究，希望能为干细胞和转化医学的研究提供一些有用的实验依据。

　　文/云南大学人类遗传学专业研究生 小叮