第七章
人之書（共23卷）

人難道不過就是這樣嗎？好好想想他吧。

——威廉·莎士比亞，
《李爾王》第三幕第四場

山外有山。

——海地諺語

人類基因組由3 088 286 401個堿基對組成（該數字前后出入不大，而最新的估算結果是32億個堿基對）。

·假如將人類基因組比作以標準字體印刷的圖書，那么該書的內容將僅由ATGC這四個字母循環往復組成：……AGCTTGCAGGGG……它們會按照堿基配對的原則無限延伸下去，而本書的頁數也將達到150萬頁以上，是《大英百科全書》的66倍。

·人體大多數細胞具有23對（46條）染色體。大猩猩、黑猩猩與猩猩等類人猿細胞則具有24對染色體。當人類進化到達某個節點時，猿類祖先體內兩條中等大小的染色體會發生互相融合。幾百萬年前，人類基因組徹底從猿類基因組中分離出來，它們隨著時間推移獲得了新的突變與變異。雖然人類少了一對染色體，但是卻從此脫穎而出。

·人類基因組共編碼大約20 687個基因，其數量僅比蠕蟲多1 796個，比玉米少12 000個，比水稻或小麥少25 000個。當然“人類”與“早餐谷物”之間的區別不在于基因數量多少，而在于其細胞內部基因網絡的復雜性。也許我們在數量上不占優勢，但是卻懂得發揮到極致。

·人類基因組極具創新性。它可以把復雜問題簡單化。它能在特定的時間與空間內激活或抑制某些基因，并且根據時空變化為每個基因匹配獨特的環境與搭檔，從而利用有限的基因庫演化出無限的功能。此外，在外顯子的作用下，單個基因可以獲得比基因譜系本身更為復雜的多樣性。對于基因調控與基因剪接這兩種方法來說，它們在人類基因組中的應用要遠比其他物種廣泛得多。基因具有數量龐大、類型多樣以及功能繁雜的特征，因此詮釋人類復雜性奧秘的關鍵就在于基因組的創新性。

·人類基因組時刻處于動態變化中。在某些細胞中，基因通過對自身序列進行重排來構建新型突變體。免疫系統細胞可以分泌“抗體”，而這些像導彈一樣的蛋白質將附著在入侵的病原微生物上。但是由于病原體在不斷變化，因此抗體也必須隨之改變，而這些變化多端的病原體需要機體做出及時調整。基因組可以通過對遺傳物質進行重排獲得令人驚奇的多樣性（例如，利用s...tru...c... t...ure與g...en...ome可以重排出c...ome...t這個新詞）。而經過重排后的基因能夠產生抗體多樣性。在這些細胞中，基因組可以通過重排生成完全不同的基因組。

·某些基因的功能著實無懈可擊。例如，在第11號染色體上，有一條專門用于嗅覺感知的通路。該基因簇由155個基因組成，其編碼的蛋白質受體就是嗅覺傳感器。每個受體都會與某種結構獨特的配體結合，而它們之間的關系可以用鎖和鑰匙的關系來形容，并且最終在大腦中生成各種各樣的嗅覺，例如，薄荷、檸檬、香菜、茉莉、香草、姜或是辣椒的味道。這是一種精密的基因調控方式，它將確保從上述基因簇中選擇某個氣味受體基因，然后使該基因在位于鼻子的嗅覺神經元中表達，于是我們就可以區分出成千上萬種不同氣味。

·然而令人不解的是，基因在基因組中所占的比例非常小。基因組序列的絕大部分（98%）是由大量散布在基因之間（基因間DNA）或者基因內部（內含子）的DNA片段組成。這些長段的間插DNA序列并不編碼RNA或蛋白質：它們存在于基因組中的意義可能與調控基因表達有關，當然還可能有某些我們尚不了解的原因，或者說它們本身沒有任何作用（也就是所謂的“垃圾DNA”）。假如把基因組比喻成為橫跨大西洋連接北美洲與歐洲之間的交通線，那么基因就是散落在狹長幽暗水域中星羅棋布的小島。而即便它們首尾相連也無法與加拉帕戈斯群島中最大的島嶼相媲美，更不用說日本東京市內蜿蜒曲折的地鐵路線了。

·人類基因組銘刻著歷史。在很久以前，某些特殊的DNA片段就已經嵌入人類基因組，而它們中的部分成員來自古代病毒，并且自那時起已經被動地傳承了成千上萬年。其中某些DNA片段曾經能夠在基因與生物體之間靈活地“跳躍”，但是現在大多數此類片段已經失活或者沉默。它們就像生活中無處不在的旅行推銷員，永遠藏在我們的基因組里無法移動或剔除。這些DNA片段的規模要遠遠超過基因的數量，從而產生了人類基因組的另一個重要特征：人類基因組中的大多數DNA片段并非人類特有。

·人類基因組中的DNA序列具有高度重復性。例如，Alu是一個由300個堿基對組成的重復序列，雖然它在基因組中的拷貝數可能達到數百萬份，但是這個神秘序列的起源、功能及意義仍然不得而知。

·人類基因組中包含有數量龐大的“基因家族”，這些基因在結構與功能上具有相似性，它們緊密排列在一起形成基因簇。某些染色體上200個密切相關的基因可以形成基因島，它們可以編碼“同源基因”家族成員，并且在決定胚胎的命運、身份與結構、體節形成以及器官分化中起著重要作用。

·人類基因組中還存在成千上萬的“假”基因，這些曾經發揮作用的基因現在已經喪失功能，也就是說它們現在并不能編碼蛋白質或者RNA。這些滅活基因的序列散落在基因組中，看上去就像海灘上飽經風霜的石子。

·正是基因組攜帶的海量信息造就了人類的千姿百態。雖然人類與黑猩猩和倭黑猩猩的基因組一致性高達96%，但是人類與這些靈長目動物相比卻有著天壤之別。

·1號染色體上的第一個基因可以編碼鼻子中的嗅覺蛋白（又是那些無處不在的嗅覺基因）。而基因組中最后一個基因位于X染色體上，它可以編碼某種用來調節免疫系統細胞間交互作用的蛋白。（染色體編號只是人為設定的結果，而1號染色體因其長度獨占鰲頭而得名。）

·染色體的末端存在“端粒”這種結構。端粒就像是鞋帶末端的塑料繩花，這些DNA序列可以保護染色體免于磨損與退化。

·盡管我們已經掌握了遺傳密碼（即單個基因攜帶的信息如何構建蛋白質）的奧秘，但是我們對于基因組密碼（即基因組中的多個基因如何根據時空變化來協調基因表達，然后實現構建、維護以及修復人體的功能）幾乎一無所知。遺傳密碼的作用機制一目了然：DNA經轉錄后生成RNA，隨后RNA通過翻譯來合成蛋白質，同時DNA中的三個連續堿基對可以對應蛋白質中的某個氨基酸。相比之下，基因組密碼的作用機制十分復雜——附著在基因上的調控序列攜帶有決定基因表達的時空信息。我們并不了解某些基因位于基因組特定位點的原因，也不清楚基因間DNA片段如何調控基因的生理功能。因此我們可以用山外有山來形容這種錯綜復雜的關系。

·人類基因組能夠根據環境變化產生化學標記，并且構建出某種特殊的細胞“記憶”模式（該理論尚需要進行深入研究）。

·雖然神秘莫測的人類基因組容易受到外界影響，但是它卻具有強大的適應性與重復性，從而令其在遺傳學研究中傲視群雄。

·人類基因組進化的腳步從未停歇，我們可以從中發現歷史遺留的蛛絲馬跡。

·人類基因組的功能以生存為導向。

·人類基因組就是我們自身的寫照。