每经编辑｜陆俨少    

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基因的“前世今生”：人与猪DNA的惊人共鸣

想象一下，如果生命是一本宏伟的史诗，那么DNA就是這本史诗中最核心的篇章，记录着每一个生命體的独一无二的“剧本”。我们常常惊叹于生命的千姿百态，却很少停下来思考，在那些看似迥异的生命形态之下，是否隐藏着某种共通的“語言”？今天，我们就来聊聊一个颇為有趣的话题：人类的DNA和猪的DNA，它们到底有多相似，又有多不同？这其中的奥秘，远比你想象的要来得更加引人入胜。

让我们来科普一下DNA是什么。DNA，也就是脱氧核糖核酸，是所有已知生物体遗传信息的载体。它就像一个精密的分子指令集，告诉细胞如何生長、如何运作，以及如何传递这些信息给下一代。DNA的结构是一个双螺旋，由四种碱基——腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、胞嘧啶（C）和鸟嘌呤（G）——按照特定的顺序排列而成。

正是这看似简单的四种字母，组合出了宇宙中最复杂、最精妙的“生命代码”。

人与猪的DNA，它们在“代码”上有多大程度的重叠呢？你可能会觉得，一个是萬物之灵，一个是餐桌上的常客，差异应该天壤之别吧？事实却恰恰相反。根据科学研究，人类的基因组与猪的基因组在许多方面表现出惊人的相似性。打个比方，如果把基因组想象成一本厚厚的百科全書，那么人与猪在这本“百科全书”中有相当一部分的章节是完全相同的，或者说，内容高度雷同。

這种相似性并非偶然，而是源于我们共同的演化歷史。所有陆地脊椎动物，包括人类和猪，都起源于同一个共同祖先。在漫长的演化过程中，一些基本的生命功能和结构是维持生存所必需的，因此，负責这些功能的基因在不同物种之间得到了高度保守，也就是代代相传，变化相对较小。

例如，负責细胞呼吸、DNA复制、蛋白质合成等基础生命活动的基因，在人和猪身上都存在，并且在功能上高度相似。

据估计，人类和猪的基因组相似度高达75%以上，甚至在某些关键基因上，两者的高度相似性更是达到了惊人的90%以上。這意味着，在构成我们身体的数萬个基因中，有很大一部分扮演着相似的角色，调控着相似的生理过程。正是这些“共同的語言”，使得猪的某些器官，如心脏、肝脏等，在结构和功能上与人类非常接近，這也是为什么猪器官在器官移植研究中备受青睐的重要原因之一。

科学家们希望通过研究猪的基因组，不仅能更好地理解人类自身的生理奥秘，还能為解决器官短缺的医学難题提供新的途径。

相似并不等于相同。虽然存在大量的共同之处，人与猪的DNA在一些关键的“词汇”和“句子”上，却有着本质的區别，正是这些差异，造就了我们各自独特的生命形态和功能。這种差异體现在基因的数量、基因的排列顺序、以及基因的调控方式等多个层面。

例如，在基因的数量上，人类大约拥有2万到2.5萬个基因，而猪的基因数量与人类相当，但基因的结构和功能分布可能有所不同。更重要的是，那些决定我们作为“人”的独特性质的基因，比如与大脑發育、高级认知能力、復杂情感相关的基因，以及与免疫系统、新陈代谢等相关的某些特定基因，在人和猪之间就存在着显著的差异。

这些差异，如同在同一本百科全书的某些章节中，人写的是“关于艺術的深刻理解”，而猪写的是“关于如何在地里拱出美味的食物”，虽然都是“章节”，但内容却完全不同。

再者，基因的调控方式也是造成差异的关键因素。即使是相同的基因，在不同物种中，其表达的时间、地点和强度也可能不同。这就像同一段音乐，可以用不同的乐器演奏，或者以不同的速度和音量呈现，最终产生截然不同的听觉效果。人与猪基因的调控差异，影响了它们的发育过程、生長速度、行为模式，以及对环境的适应能力等方方面面，最终塑造了我们各自独一无二的生命畫卷。

因此，当我们谈论人与猪DNA的区分时，并非简单地在“AABBCC”和“CCBBAA”之间寻找不同，而是要深入到基因的“意义”、“功能”以及它们如何协同工作的层面。这种区分，不仅是科学的严谨要求，更是我们理解生命多样性、探索生命奥秘的基石。

基因“辨真伪”：技术之眼如何洞察DNA的细微差别

在科技飞速发展的今天，我们已经拥有了前所未有的能力去“窥探”DNA的秘密。曾经遥不可及的基因层面，如今正变得日益清晰和可操作。科学家们是如何區分人类DNA和猪类DNA的呢？这背后离不开一系列尖端的技术支撑，它们如同拥有“火眼金睛”的孙悟空，能够洞察DNA世界里最细微的差别。

最直接也是最基础的方法，就是DNA测序（DNASequencing）。简单来说，DNA测序就是读取DNA分子中碱基（A,T,C,G）的精确序列。通过高通量的DNA测序技術，我们可以快速、准确地获得一个物种的完整基因组序列。将人类的基因组序列与猪的基因组序列進行比对，就可以直观地看到两者之间的差异和相似之处。

想象一下，这就像把两本厚厚的古籍，一本是《人类起源》，另一本是《猪的进化》，然后逐字逐句地进行校对。如果两个字完全一样，那么它们就可能是同源的基因；如果一个字变成了另一个，或者增加了一些新的“字符”，那就代表着基因发生了变异或产生了新的基因。

通过比对大量的序列数据，科学家们可以识别出哪些基因在人与猪之间是保守的（即高度相似），哪些基因发生了演化上的分歧，以及這些分歧可能带来的功能上的变化。

除了直接的比对序列，基因芯片（GeneChip）和聚合酶链式反应（PCR）等技术也在DNA区分中扮演着重要角色。基因芯片上固化了大量的已知基因片段，可以将待检测的DNA样本与之杂配，从而快速判断样本中是否存在特定的基因或基因变异。PCR技術则可以通过“扩增”特定的DNA片段，来检测某个基因是否存在，或者其数量有多少。

通过设计针对人或猪特有基因的引物（Primers），PCR技術可以像“锁定目标”一样，精确地识别出样本的来源。

举个例子，如果我们想區分一管血液是来自人类还是猪，可以通过PCR技术，设计一套專门能够识别猪特有基因的引物，以及一套专门识别人类特有基因的引物。如果PCR反應在猪特有引物下能够成功扩增出DNA片段，而在人类特有引物下无效，那么这管血液就很可能来自猪，反之亦然。

更进一步，基因组学（Genomics）和生物信息学（Bioinformatics）的发展，更是将DNA区分提升到了一个全新的维度。基因组学研究的是一个物种的全部基因及其相互作用，而生物信息学则利用计算機技术来分析和解读海量的基因数据。通过這些强大的工具，科学家们不仅能看到DNA序列的差异，还能深入分析這些差异对基因功能、蛋白质表达、代谢通路甚至整个生物体的影响。

例如，通过比较基因组学，科学家们可以识别出那些在人类大脑发育中起关键作用的基因，然后去比较这些基因在猪身上的序列和表达情况。如果發现某些关键的基因在人类身上发生了特殊的突变或演化，而这些突变恰恰与人类的高级认知能力相关，那么这就能解释為什么人和猪在思维和行為上存在如此大的差异。

表观遗传学（Epigenetics）的研究也為區分DNA提供了新的视角。表观遗传学关注的是在不改变DNA序列本身的情况下，基因表达如何被调控。DNA甲基化、组蛋白修饰等表观遗传标记，可以影响基因的“开启”或“关闭”。虽然人与猪拥有许多相同的基因，但这些基因的表观遗传调控方式可能截然不同，从而导致了它们在生理功能和性状上的巨大差异。

总而言之，區分人类DNA和猪类DNA，并非是简单的“二选一”游戏，而是多学科、多技术协同作用的复杂过程。从基础的DNA测序，到高级的基因组学分析，再到对表观遗传层面的探索，科技的進步正以前所未有的力量，帮助我们揭示生命编码的精妙之处，理解物种之间的联系与區别，并為醫学、农业等领域带来革命性的可能。

每一次对DNA的深入洞察，都讓我们离生命的本质更近一步。

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图片来源：每经记者 陈启贤 摄

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封面图片来源：图片来源：每经记者 名称 摄