科学家所作的一项最新研究显示，一个人需要睡眠时间的长短至少在某种程度上同基因相关。 <br/> <br/>英国爱丁堡大学和德国慕尼黑大学联合进行的研究对欧洲一万人进行抽样调查，把最终结果发表在《分子精神病学》杂志上。 <br/> <br/>研究报告说，携带ABCC9基因的人比其他人平均需要每晚多睡30分钟，而携带这种基因的人占整个欧洲人口的五分之一。 <br/> <br/>研究人员在这项研究中所调查的人员遍及欧洲各地，包括英国奥克尼群岛、克罗地亚、荷兰、意大利、爱沙尼亚和德国。 <br/> <br/>新的研究方向 <br/> <br/>所有接受调查的人员都处在“自由日”，也就是第二天不需要起床上班，也不需要吃安眠药。然后每人报告睡眠时间，并提供用以测定DNA的血样。 <br/> <br/>研究发现，ABCC9基因同身体细胞能量水平的判断有关，携带这种基因的人所需的睡眠时间高于8小时的平均水平。 <br/> <br/>科学家还就此对果蝇进行了试验，发现没有携带基因ABCC9的果蝇比通常情况少睡三小时。 <br/> <br/>科学家说，这项研究结果为睡眠研究开辟了一个新的方向，他们希望未来探索ABCC9基因是如何调节人类睡眠时间的。 <br/> <br/>报道原稿http://www.bbc.co.uk/go/wsy/pub/email/ft/-/zhongwen/simp/science/2011/12/111205_sleep_gene.shtml

我需要睡足8个小时，第二天精神才好。LD平时只要6、7个小时，周末十几个小时补足，精神也很好。

能睡先睡了吧。以后我们去网络里生活，就没的睡了。

能睡先睡了吧。以后我们去网络里生活，就没的睡了。

目前这一类的研究已经有点老生常谈了。几乎没有啥生理现象是跟基因“无关”的，结论说了等于没说。<br/>真正有意义的是定位和分子层面的控制链，但是定位这个问题却是非常难。因为基因的工作方式是大型团队工作，大多数的基因具体工作都是去影响其他基因，这点跟人类社会挺像。这种方式导致了研究中定位经常定错，统计数字一出来，研究者欢呼找到了导致XXX的基因，再研究下它不过是控制链中的一环。大多数深入研究都会找到越来越多的相关基因，最后发现XXX现象没有主控基因，是一群基因开N次政治局会议，你增强一下我削弱一下，他再时不时跳出来表个态，最后凑合出来的。<br/>看这个研究的水平，还处于社会主义初级阶段。

哈，我猜基因里也分决策层，领导层，管理层，执行层等等。小麦是研究分子生物的？

我不是分子生物专业的，但是因为以前做交叉学科项目，对这个领域知道一些。现在也在写有关的东西。<br/><br/>基因的团队方式是很多样的，复杂起来让人瞠目。目前研究得比较透彻的，基本都是比较简单的团队结构。<br/>比如说Y染色体上的SRY基因，这个就是典型的“大领导”。这个基因的功能定位，研究者占了便宜，因为它在Y染色体上，Y染色体决定性别是不需要分子层面的研究就能确定的知识。而且Y染色体是个半残废，上面有效基因极少（真正活跃的不超过十多个），SRY作为单一决定性别的基因，很快就被定位了。<br/>SRY除了发出一个信号，啥都不做。在胚胎第六周左右SRY激活，表达一个蛋白，这个蛋白在不同的组织里面激活不同的一系列其他基因。其他基因又会组织自己的小团队和控制链。。。其中的过程写成生物化学反应链能够把你闷到哭，但结果就是在不同的组织里面，SRY的激活会带来一系列的不同生理变化，统称“雄性化”。<br/>比如把缪氏小管完全萎缩掉。缪氏小管是所有胚胎原生的女性生殖器结构。<br/>比如在各种腺体的发育里面改变生化环境，产生一系列不同的激素浓度，主要是雄性激素增多。<br/>确定身体框架的HOX基因群，也受到SRY激发的其他一些基因的影响，主要功能是在不同的身体部位改变开关HOX基因的时间。这样产生男性骨骼的差异。<br/>脑的发育也受影响，SRY信号能激发一些基因诱导细胞凋亡，杀掉不同的一组神经元，把脑的连线“雕刻”成男性化的模式。<br/><br/>SRY的玩法就是你说的这种决策--管理--执行的标准等级结构。下面有浩大的控制链和执行层，但这种结构在所有基因工作模式中其实是不常见的。<br/><br/>最常见的玩法是这样的：<br/><br/>某个基因X，表达成一种酶，这个酶有明确对应的生理现象。比方说是一种细胞抗氧化剂吧。现在问题是，你能说X是决定这种抗氧化剂的基因吗？<br/>但是干涉X基因表达的基因，你却能找到无数多个。<br/>基因A负责甲基化，它表达一种酶把X的碱基对附上一层甲基，让它shut up，根本不能转录成RNA。<br/>基因B负责甲基化基因A。<br/>基因C负责生产启动子，启动子的多少决定基因X表达的浓度。<br/>基因D生产一种蛋白把基因C的启动子失活。它的浓度又受其他基因控制。<br/>基因E表达成RNA，没有蛋白终产物。但是这种RNA能够“沉默”基因X转录出来的RNA，使他虽然能转录，但不能表达成蛋白。但也不是全部沉默，依然有浓度控制。<br/>基因F的蛋白产物负责细胞核的某些孔，（细胞核孔是非常灵敏和特异性的安全门，可以只针对一种或一类RNA）它如果决定把这些孔关掉，你在核里面怎么闹，RNA都出不来。<br/>基因G生产一种小分子RNA，能够粘到X的RNA尾巴上，作为一个“通行证”，来通过某些核孔的检查。<br/>基因H控制基因X的剪切，基因H的表达或者不表达，能够使同样X生产的蛋白，剪切和粘贴不同的外显子，也就是一个基因生产一个蛋白质的不同版本。不同版本功能可以不同，表达部位可以不同，表达时间可以不同。<br/>......<br/>通常的情况是你把字母表再加上希腊字母表都用上，也列不完一种简单蛋白质的相关控制基因。它们干涉表达过程的不同阶段，很多是互相矛盾的，不但在位置和阶段上控制，时序控制才是最重要的。<br/><br/>前段时间，耗资几十亿的人类DNA测序工程刚刚出成果时，很多人大惑不解：测出来人类只有2-3万个基因，怎么会表现出那么复杂的生理现象？<br/>其实是WATSON的中心法则：一个基因--一种RNA---一种酶，使得很多人把问题过分简单化了。如果以简单的数学方式来估计，基因的信息复杂度上限不是2-3万个因子，而是2的2-3万次方个因子！一个超过宇宙中所有粒子数的数字。<br/>基因组不是三万个产酶机器往反应堆里扔东西来形成生命。<br/>而是三万个联盟公民组成无比复杂的协作网络来支持一个庞大的系统。它们能造出的蛋白多样性是无限的（通过不同剪切），而且生命中有功能性的蛋白机器大多是蛋白络合物，多种不同蛋白的组合，多样性是更加无限的。再加上时序控制造成的复杂度，三次方的无限。<br/>

根帖至少说明了一个十分重要的问题：能睡未必因为懒。

前段时间看过一个电视节目，说是基因表达里，看上去起作用的基因其实还受其它“开关”基因的控制。你这么一讲，这还只是一个皮毛。<br/><br/>人类基因测序结束后，我也想过，哈，这下全知道了吧？现在看来太天真了。

我再继续跑下题。主要是为自己做思想笔记（平时记录习惯很差），以后用得着的时候参考。顺便给大家也参考下。<br/><br/>基因的表达问题，在21世纪之前的生物学研究中是被严重地简单化了。当时的学术方法只是简单地分析一个基因表达怎么样，不表达又怎么样。现在随着关于基因表达的研究深入，发现里面的影响因素、复杂度和重要性深不见底。<br/><br/>现在理解的基因表达有几个要素：<br/><br/>1. 表达与否。由细胞的自身认知和其他基因的控制决定。所谓细胞的自身认知，是指细胞要知道自己是谁，在身体的什么地方，该干什么。细胞是通过细胞间的化学交流知道自己在哪的。举个简单的例子：胚胎发育初期，受精卵分裂成几十个完全相同的细胞，每个细胞连最低的智力都没有，它们是如何开始发育成身体的？细节是母体先用某种化学物质浓度的梯度给出两根轴：头尾轴和腹背轴，细胞就顺着这种化学梯度确定自己的位置，启动不同的基因表达，不断分裂不断用更细的化学梯度来通信，分化发育出身体各细节。<br/>基因组中的基因可以分为两大类，一类是基础细胞生命活动所必需的，比如控制能量、基础代谢、结构、分裂等等的基因，这些基因称为housekeeping类。这些基因在进化上严重保守，变异率和多样性都很低，坏掉一个就会导致严重的问题，在表达情况上，各种细胞中都差不多。另一类细胞称为luxery类（奢侈类。其实也不是真正的奢侈品，而是说这种基因坏掉细胞不会死也不会残，但总有一些功能上的缺陷），是细腻的细胞功能如通信等，和细胞特化成不同组织所需要的。这些基因在进化上很活跃，变异快，多样性丰富。在表达情况上，这一类基因在不同的组织中很多都不表达，而只有跟这种组织特定功能相关的奢侈基因才会表达。<br/>两大类之外还有一些基因，纯属搭车的混混，随便它表达不表达，对正常生理活动没有任何影响，和其他基因的交流度也基本为0。这些其实才是真正的奢侈品，也就在真核生物容忍度超高的基因组中才能混上亿万年，如果是在细菌体内早就被选择压力清洗了。<br/><br/>2. 表达浓度。同样是表达，不同浓度的表达结果可能有巨大的差异。因为细胞的工作方式是化学，一种反应物的浓度是过还是不足，结果完全两样。以前对基因表达基本是定性的研究方法，现在不可避免地进入定量领域。有一个特别的例子就能说明细胞和基因组对某种基因的表达浓度有多敏感，会花多少麻烦去平衡它：<br/>人类女性的两条X染色体，在胚胎发育过程中，每个细胞会随机选择一条让其失活，蜷缩成一个染深色的小球，称为巴尔小体。巴尔小体上的基因绝大多数都是被甲基化而失去活性的。进化成这样的原因，现在的理解是X染色体上的基因攻击性太强，必须废掉一条才能避免过分的等位基因竞争（性染色体基因的竞争和攻击性是另一个有意思的领域，这里先不讨论）。但巴尔小体上有一个特例：中间有很短的一截，染色为浅色，这一截上的基因是去甲基化而恢复活性的，称为假常染色体区域。以前的研究难以理解基因组想要干什么，甲基化，去甲基化，反复折腾这一段染色体。通过深入的实验，现在基本知道了为什么：男性细胞中，性染色体是XY，X比Y长很多，基因也丰富很多。其中X染色体上有一小段和整条Y染色体对位，这一小段就是女性X染色体巴尔小体上恢复活性的假常染色体区域！折腾来折腾去，就是为了这一段上面的基因在男女体内保持同样的表达浓度，因为如果巴尔小体全部失活，那么在男性体内，X，Y上表达两份的对位基因，在女性体内就只有一份了。细胞为了保持男女体内所有基因相同的浓度机制，不惜大动干戈。<br/>运用“胚胎发展过程重现进化过程”的原理，还可以推测这一套麻烦流程进化的历史。基因组先进化出方法解决女性双X的带来的问题，办法是甲基化完整地干掉一条。干掉一条后显然由于部分基因在男女体内表达浓度不同引起了混乱，于是又进化出巴尔小体部分去甲基化，和XY配平的办法。<br/><br/>3. 表达的条件逻辑控制和环境组合。前楼主要说的是这个问题。<br/><br/>4. 表达的时序。这个是以前最被忽视的，但却是最重要的。下一楼以HOX基因群为例，详细讨论这个问题。<br/><br/>

嗯，思想笔记是个好东东，一定要支持。[em26]

<br/>绝大多数自然形成的生物工程方案，人类都能够模拟，或者通过独立设计得到相似的方案。比如自然设计了眼睛，我们设计了照相机。自然设计了心脏，我们设计了多冲程泵。自然设计了蛇的颊窝，我们设计了红外制导。自然设计了蝙蝠和海豚的定位系统，我们设计了声纳。对于一个固定的复杂问题，可选择的工程方案通常都不多，因此人类智力和自然选择最后达成相似的方案，并不奇怪。<br/>唯独“通过参考一个单一、封闭的内部数据库（基因组），从一个受精卵长出整个身体”这个工程方案，人类现在完全做不到，也没有任何可以类比的工程体验。这就相当于给你一堆金属、塑料和半导体材料，以及一张刻好的数据盘，请你设计一个方案让它自己长成一个计算机---还不许使用外部的加工机器。<br/><br/>HOX基因群是非常重要和特殊的一类基因。它的作用是负责身体的整个发育计划。人类基因组中有4份、每份13个HOX基因，就是这个小小的团队做到了人类工程能力做不到的事：自己制造自己的机器。在生物学对基因的工作方式还不够清楚的时代，研究者总觉得这是一件无限高深的事，曾经假设过工作原理是极其复杂的几何学、是量子物理，甚至还有应用弦论解释的。但是对HOX基因的研究逐渐澄清了这一点。基因的工作物质就是简单的化学通信。它们能做到这么复杂的事，是靠简单步骤的无限细分，控制网络的无限复杂化。其中最关键的就是时序控制：什么时候什么基因表达多少浓度，什么时候关掉。<br/><br/>HOX基因在位置上就非常特殊。一般来说，生物的基因团队，在功能上也许联系很紧，但在位置上是非常随机的。一个控制链中的基因，可以在不同的染色体，或同一条染色体上相差很远的地方。结构和功能几乎完全相同的基因，可以在不同染色体上有多个副本。这和我们所理解的基因社会特征是符合的，基因们就像SOHO一族，住在随便什么地方，用网络通信（化学信号）来组成健康的工作组。但是HOX基因群不在此例。所有HOX群都是严格按功能一个接一个地排在同一条染色体上，顺序绝对固定，而且顺序有重大意义。比如果蝇的HOX群，8个基因排在它的12号染色体上，按照从头到尾的顺序。激活的时候也是顺序激活，一个启动下一个。人类有4份HOX群，在不同染色体上也是按照从头到尾的顺序排好，每群13个（比果蝇多是因为人的结构比果蝇复杂，从头到尾分成13个段控制）。<br/><br/>HOX基因群是典型的housekeeping类基因，进化上极端保守。保守到什么程度呢，用基因工程方法把果蝇的某个HOX基因“敲除”，再把人的对等HOX基因填进来，发育出来的果蝇和自然果蝇没有任何区别！这叫做基因援救，反过来的实验当然没人敢做，但是研究者都认为一样能成功。<br/><br/>位置排列上的特殊和进化上的极端保守性，都暗示着一点：HOX基因是非常原始、非常中心的一种主控基因。它在几亿年前，基因社会还非常小的时候就已经形成，因此在位置上没有现代化，而是保持着最原始的形态，而且工作机制决定它们不许迁移。他们最为一种基础控制软件，在所有的多细胞生物平台上几乎都是通用的，而且几亿年来没有多少改变。当需要复杂化的时候，基因组在“尾端”再加上更多的HOX基因，来形成更复杂的身体。<br/><br/>举一个相对简单的例子来说明HOX基因怎么靠时序工作。长颈鹿和驼鹿，种系上非常接近（至少比人和果蝇接近多了），身体上最重大的差异就是长颈鹿的脖子比驼鹿长多了。这么重大的差异，需要多少个的基因差异才能实现呢？现在已知的答案是：一个都不需要。HOX群按照排列顺序，第一个负责嘴，第二个负责脸，第三个负责头（嘴比脸和头靠前，是因为生物顺序概念和我们人类的形体顺序概念有差异，生物概念是严格围绕消化道制定顺序的。最初的腔肠动物就只是一根消化道），第四个负责颈部。在胚胎发育过程中，长颈鹿的第四个HOX被第三个激活，表达一段时间后关闭。长颈鹿和驼鹿的第四个HOX，功能和产物上几乎没有任何不同。但长颈鹿的HOX4开放的这段时间要比驼鹿的长一些。而第四个HOX激活后启动另外一些基因形成颈椎。更长的表达时间，就形成了更多的颈椎。这些颈椎的形状，也会由于另外一组HOX的类似时序控制，比驼鹿的更长。在后续发育中，这几组HOX还会不断被重复激活，进行这部分身体进一步的细化。就这样，我们没有“看到”任何多余的基因参与，仅仅通过时序的改变，一个重大的性状改变就实现了。<br/><br/>现在我们来看下时序控制的定义：<br/><br/>1.激活时间和开放时段的差异改变形状。<br/>2.在不同的阶段，同一个基因激活，干不同的工作，“时分复用”。具体在HOX基因上，是负责的地段不变，但细化的程度不同，显然需要通过启动不同的一组其他基因。<br/>3.在不同的时间启动，其他基因配合的组合不同，干的事情可能天差地远。<br/><br/>然而我们刚才那个已知的答案：“一个都不需要”，严格地讲肯定是错的。长颈鹿和驼鹿有不同的基因组。如果它们的基因组完全相同，那就是同一种生物了。它们的基因差异大概只有2-3%。在这个2-3%的差异中，肯定有一个或者若干个基因的不同，而这种不同通过我们未知的、迷雾一般的控制网络，影响到了HOX基因的表达时间，才能表现出不同的形状。已知的答案只能回答已知的问题，看起来主控的HOX基因确实一个都没有改变。而已知的答案错误的原因是我们对基因控制网络有太多的未知。<br/><br/>“人和黑猩猩有97%的基因相同”，这个事实被曲解得太多了。人和猿有那么多相同基因是因为我们的生物基础本来就极其相似。而这些基础都是需要大量基因来维持的。如果以一个变形金刚生命的观点来看，人和黑猩猩的性状也许确实相似度高达97%。但是以人的观点来看，人和猿之间有巨大不同，是因为我们忽略了那些作为地球生命相同的生物学基础。要导致性状、行为和能力的巨大变化和复杂变化，根本不需要多少基因。脑容量的突破也许只需要一个基因的变化。骨骼从只能趴着变到直立行走也许只需要一个基因变化去调节HOX的表达时间。<br/><br/>我现在的认识是，真要把基因的工作原理搞清楚到能够善加利用，或者人工制造生命的程度，我们需要完全不同的数学工具来描述基因协作网络。而现在的基因工程技术，都还是是处于黑匣子工作状态：在黑匣子的一端扔初始条件，在另一端接收运行结果，积累经验知识，然后试图以线性逻辑解释黑匣子的构造。这种玩法是必要的（因为现在还没找到更好的玩法），但在数量级上就不可能解决问题。黑匣子的部件很简单，但是结构复杂到线性逻辑完全无法描述的程度。

[quote]唯独“通过参考一个单一、封闭的内部数据库（基因组），从一个受精卵长出整个身体”这个工程方案，人类现在完全做不到，也没有任何可以类比的工程体验。这就相当于给你一堆金属、塑料和半导体材料，以及一张刻好的数据盘，请你设计一个方案让它自己长成一个计算机---还不许使用外部的加工机器。[/quote]<br/>这个比喻好像不太贴切。基因提供的不只是数据，也提供着特定的数据载体。它用本身的化学结构启动后续的生命进程。如果你改用磁片承载基因的数据，结果才会像生长计算机那样困难。

好回帖，完全说明了目前转基因技术有潜在风险的原因。我以前看到过这种观点，但解释得这么详细的却从未看到过——因为不查这个领域的专业论文。

小孩子使大锤 锤法越精妙 小孩子越容易受伤害