卡西塔斯湖的基因化石探索之路

■ 王熙章

若干年前，美國洛杉磯有一支小分隊經常在卡西塔斯湖農場進行夜間搜捕老鼠的行動?？ㄎ魉购鲜蠓峭话?，上帝賜給這些老鼠一種特殊的基因?？茖W地說，通過千萬代的進化和演變，使卡西塔斯湖老鼠獲得了抵抗致死性白血病病毒的能力。加德納爾正在利用現代分子生物學手段，深化他的老鼠免疫研究課題。

1968年，時任南加州大學病理學教授的加德納爾正潛心研究老鼠肺癌的生成和發展。他的研究工作引起了國家癌癥所主任休伯納爾的注意。休伯納爾當時正在研究癌癥與病毒之間的聯系，現已查明這種病毒就是引發艾滋病的病毒HIV。應休伯納爾的請求，加德納爾開始從動物園或家養動物的血液中搜索這種難以捉摸的病毒樣品，并很快發現了逆病毒。

除貓以外，加德納爾也跟蹤研究老鼠。科學家早已發現，通過實驗室近親雜交，逆病毒確實會使老鼠染上癌癥。但是究竟這種病毒是否會使野外老鼠得癌癥呢？加德納爾觀察了老鼠從小到老的生命全過程，研究了垂死老鼠所攜帶的病毒，結果是除卡西塔斯湖老鼠外，其他地方的老鼠根本就不攜帶任何逆病毒。

令人驚訝的是，高達20%的卡西塔斯湖老鼠被逆病毒感染并進而患有白血病。更為糟糕的是病鼠還伴發四肢癱瘓，往往在腫瘤惡化之前就死于癱瘓。加德納爾對健康老鼠進行病毒注射實驗，結果90%的注射老鼠都感染發病，癱瘓致死。加德納爾感到迷惑不解，面對這種致死性病毒的嚴重威脅，卡西塔斯湖老鼠為什么不但不會絕種，而且還越發興旺昌盛？難道另外80%的卡西塔斯湖老鼠通過遺傳獲得了天然抗病毒的能力？

20世紀70年代末，加德納爾就開始驗證自己的假設。他讓卡西塔斯湖野生老鼠與已受感染的實驗室老鼠進行交配。結果表明，卡西塔斯湖野生老鼠確實把顯性基因遺傳給后代。加德納爾請奧伯里恩幫助找出遺傳顯性基因。奧伯里恩是位遺傳學家，他對進化理論具有廣泛興趣，立即表示樂意提供幫助。如果能發現老鼠體內的抗病基因，這將是對他的新進化論觀點的極大支持。奧伯里恩認為，在很久很久之前卡西塔斯湖老鼠的祖先就遭到與當今逆病毒類似的病毒襲擊，通過千百萬代的遺傳，越來越多的卡西塔斯湖老鼠獲得了抵抗病毒的基因。

為了證實上述論斷，加德納爾和奧伯里恩成功地從卡西塔斯湖老鼠的DNA中發現了約束基因。奧伯里恩認為，在古代卡西塔斯湖老鼠得傳染病期間，一定發生過許多有趣的事情。比如，入侵的逆病毒感覺到無力把基因輸入老鼠體內細胞中時，病毒便集中起來，一起涌入細胞（通常情況下只有一個病毒基因進入老鼠的DNA中，這種基因的功能就是為病毒制造蛋白質外殼。但是由于其他病毒基因沒有進入白細胞，那么繼續制造出的外殼沒有用處）。

對老鼠細胞來說，沒有病毒當然是好事。很自然的，無病毒蛋白質碎片便移向細胞表層，并向外突出，就像病毒細胞入侵時一樣，它們也附著在細胞表面的受體上。科學家認識到，約束基因實際上是古代病毒入侵老鼠體內所留下的痕跡，老鼠也因禍得福，獲得了免疫能力。加德納爾和奧伯里恩在思索：既然自然進化會創造出如此有效的防病方法，那么人類為什么就不能創造出更好的防病辦法呢？加德納爾的合作者、分子生物學家莫里正打算把約束基因注入實驗室老鼠體內。他所使用的方法實際上是模仿古代自然產生約束基因的方法。莫里和加德納爾希望新生的“基因移植老鼠”能抵抗病毒性癌癥。

奧伯里恩在20世紀70年代就指出并通過科學研究證實，我們人體的DNA中就留有幾百種古代病毒感染的痕跡。從起源和特性來看，這種殘跡與老鼠的約束基因十分類似，但有一個重要的區別：即人體基因殘跡并不能抵抗病毒的入侵。

長期以來，科學家就在人體內尋找類似于卡西塔斯湖老鼠體內的那種逆病毒，但都沒有獲得成功。如果找到逆病毒，就有可能有約束基因。最近幾年，人們發現了引起艾滋病的HIV病毒，因此情況大有改觀。奧伯里恩正是在受HIV病毒感染的人體內發現HIV病毒對不同的人具有不同的作用效果。另外，從HIV感染到真正患艾滋病的發病時間長短也不一樣；得病后存活的時間也有差別。奧伯里恩希望能找到主宰人體抗病能力的基因，這種基因可以決定某人是否會受到感染以及發病的快慢。如果他們能從人體上發現可抵抗HIV的基因，哪怕只具有部分抵抗能力，那么就可以利用這種基因預防艾滋病。

當加德納爾開始進行夜間秘密捕鼠時，他并未預見到自己會走上研究人體抗艾滋病的研究道路。正如他所說的：“自從與奧伯里恩合作之后，我們便成為基因考古學家了?！?/p>