1.10 参差多态乃生命的本源
英国哲学家罗素(B.Russell,1872—1970)说,参差多态,乃幸福的本源。这是似乎一个不证自明的自然规律。例如,一种声音建构不起美妙的旋律;一棵树木无以构成广袤的森林;一花独放难以演示春色满园。生命也是如此,只不过,参差多态乃生命的本质,也就奠定了幸福的本源。从广义上看,生物多样性是地球上所有生物的资源宝库,也是人类生存的基础。从生命的内核看,DNA本身也有多元性。这种多元性不只是多种生物所拥有的千姿百态的DNA,也在于,人的DNA也是多种多样的。
沃森和克里克等人揭示的DNA双螺旋固然以其优雅和富于立体感的结构成为人们心目中分子生物学的完美标志,甚至体现生命的本质特征,但迄今是不是所有生物和人类的遗传物质DNA就只有双螺旋这样一种结构呢?当出现了与经典的DNA双螺旋结构不一样的其他DNA结构时,我们又如何看待它们呢?
根据生物多样性的现实存在,根据参差多态的原理就可以推论,DNA并非只有双螺旋一种结构。现在,至少已知发现,DNA有9种特殊结构。而且当我们深入走向DNA的深处,就会发现DNA的结构也许并不止这么多。当然,相对于现有的经典的双螺旋DNA结构,其他的DNA结构也许处于非主流地位,但这并不意味着它们不重要。对待它们的态度正如我们人类社会对待各种文化的态度一样,是应当等同的。
人类社会的实践早就证明,社会文化的多样性对促进社会的发展与和谐具有至关重要的作用。同样,DNA结构的多样性对我们认识生命现象的多样性也具有关键的作用,至少可以让我们更好地理解和治疗疾病、开发新药和理解生命的本质。
DNA除了是双螺旋,也可以是三螺旋,还可以是各种各样甚至千奇百怪的折叠弯曲。过去人们以为双螺旋以外的DNA只是实验室中制造出来的怪胎,不会存在于活体生物中。但实际上,各种各样的DNA结构不仅存在于活体细胞中,而且具有特殊的意义,至少可以深刻地解释我们还知之不多的疾病,如癌症、精神分裂症和孤独症等。
要知道三螺旋是怎样形成的吗?看看人体DNA就可以了,因为人的DNA就有多种多样的三螺旋结构,它们重叠起来,形成结节状的DNA。当DNA的双螺旋体的一部分解开时,其中一条DNA链可以折叠回去,以特殊的碱基配对形式与没有解开螺旋的部分配对,也就形成了三螺旋。而两条或两条以上的三螺旋就形成了结节状的DNA。
那么,非双螺旋结构的DNA为我们提供了什么信息呢?还是以一种称为“脆性X综合征”的神经疾病的病因发现过程为例来说明吧。
1991年,不止一个国家的研究人员发现,脆性X综合征是因为一条DNA链上的CGG三个碱基多次重复所致。这样的多次重复阻止了体内FMR1基因的复制,因而造成脆性X综合征。在正常情况下,健康人体内也有这样的碱基重复,但通常低于40次,最多不超过200次。不过,如果这种碱基重复上升到230~1000次,就会产生脆性X综合征。大量重复的碱基首先导致DNA结构的变化,从而造成功能的变化,也就形成了疾病。所以,DNA链上的碱基排序是决定DNA结构的关键,结构变化了,功能也就不一样了。
2004年3月,美国南加州大学的迈克尔·利伯也发现,除双螺旋之外,特殊的DNA结构也存在于人的活体细胞中,但这通常是疾病的根源。比如,18号染色体的DNA有一个部位总是发生断裂。在试管中对此染色体检测发现,断裂部位有几段单链DNA。对活体细胞中的这些染色体部位进行检测也发现了单链DNA的存在。而在这些部位的非配对碱基表明存在特殊的DNA结构,也许它们与癌症有关。
那么,迄今发现的非双螺旋DNA结构是不是就一定是非主流的、异常的DNA结构呢?在没有研究事实之前这是一个难以回答的问题。但是,根据参差多态的原理,自然界甚至不同的人和生物中,除了双螺旋DNA结构外,很有可能存在也是正常的而非异常致病的DNA结构。也就是说,双螺旋并不是唯一的DNA结构,非双螺旋的DNA结构也并非只意味着疾病,同样可能是一种自然状态。
我们应当如何对待这些形形色色的非双螺旋DNA结构呢?参差多态和生物多样性其实就已经是自然为我们指明的一种方向。这同样适用于人类文化的多样性。2004年7月15日联合国发表的人文发展年度报告得出的结论是,保持文化多样性和保护少数民族的权利对于持续发展和社会稳定至关重要。国家没有必要建立在单一文化认同之上。政府采取有利于少数民族的赞助性行动或多语教学政策,可以促进国民的团结,降低民族之间爆发冲突的危险。所以,各国都面临这样的选择,要么接受并促进文化多样性,要么遭遇暴力冲突、发展滞后等问题。
同样的道理,承认并在研究中加深对非双螺旋DNA结构和功能的认识,并给予它们以双螺旋结构同样的地位是应有的态度。因为,正如美国有的研究人员评论说:各种DNA结构都很重要,我不认为它们出现在这个世界上只是为了博分子生物学家一笑。它们的存在必然有其理由。我们面临的挑战是发现这个理由。
可以说,DNA非双螺旋结构的发现必将开辟生命认识和分子生物学的新天地,至少让人们更能明了癌症、精神分裂症和孤独症等的机理,并同时把双螺旋和非双螺旋的各种DNA结构看成是组成这个世界的必不可少的多元要素,如此这个世界才会充满生机和丰富多彩,正如人们今天承认同性恋也是一种正常的性指向一样。