每经编辑｜陈艳杰    

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基因(yin)的密(mi)码：谁(shui)与谁(shui)更亲近？人(ren)or狗DNA的奇(qi)妙对比(bi)

在我们(men)浩瀚的(de)宇宙中，生(sheng)命以(yi)万千姿态绽放(fang)，而这一切的根源(yuan)，都藏在(zai)那个(ge)我们(men)熟悉(xi)又陌生的名(ming)字(zi)里——DNA。它(ta)像是生命的蓝(lan)图，记录(lu)着(zhe)从宏(hong)伟的巨(ju)象(xiang)到微(wei)小的细菌(jun)，每一(yi)个生命的独特(te)信息。今天，就让(rang)我们(men)将目光(guang)聚焦在(zai)两个看似(shi)截然不同(tong)的物(wu)种——人(ren)类（Homosapiens）和犬科(ke)动(dong)物(wu)（Canislupusfamiliaris），深(shen)入它(ta)们(men)的基(ji)因组(zu)，探(tan)寻(xun)那隐藏在(zai)碱(jian)基对中(zhong)的(de)奥秘(mi)。

一、基因组的宏(hong)观(guan)视角：相似中(zhong)的(de)差异(yi)

让我(wo)们来一次“基(ji)因观光(guang)”。人类的基因组(zu)大约包含30亿个(ge)碱基(ji)对，分(fen)布在(zai)23对(dui)染色(se)体(ti)上(shang)。而(er)我们的忠诚伙(huo)伴(ban)，狗(gou)狗，它们的(de)基因(yin)组大小与(yu)人类(lei)相当，大(da)约(yue)也在25亿(yi)到(dao)30亿个碱基对之(zhi)间，但(dan)染色体数(shu)量有(you)所不(bu)同(tong)，通(tong)常有(you)39对(dui)（78条）。染(ran)色(se)体数(shu)量的(de)差(cha)异，就好(hao)比是书本的装(zhuang)订方(fang)式不同，内(nei)容本身却(que)可能(neng)包含(han)着许(xu)多共(gong)同的(de)章(zhang)节(jie)。

当我(wo)们进行(xing)基(ji)因比对时(shi)，会(hui)发现(xian)一个惊人(ren)的事(shi)实(shi)：人类与(yu)狗(gou)狗的基因组，在很(hen)多(duo)核心(xin)的(de)“功(gong)能性(xing)基(ji)因(yin)”上，表现出(chu)了(le)令(ling)人难(nan)以置(zhi)信(xin)的相似性。这些(xie)基(ji)因(yin)负(fu)责着(zhe)我们(men)生命中最(zui)基本(ben)、最关键的功能(neng)，比(bi)如细胞(bao)的新陈(chen)代(dai)谢、蛋白质的合(he)成、DNA的复制和(he)修(xiu)复(fu)等等。举(ju)个例(li)子，许(xu)多与呼(hu)吸、消化(hua)、循环系统(tong)相(xiang)关(guan)的(de)基因，在(zai)人类和狗(gou)狗(gou)身上都(dou)高度保守，这印证了(le)它们在生(sheng)命演化长(zhang)河中，都经历着(zhe)相(xiang)似(shi)的(de)生存挑战，并(bing)发展出(chu)了应对(dui)策略。

相(xiang)似之(zhi)中(zhong)自(zi)有(you)玄机(ji)。差异(yi)主(zhu)要体现(xian)在以下几个(ge)方(fang)面：

基(ji)因(yin)数(shu)量(liang)和(he)排列(lie)：虽然(ran)总(zong)碱基对(dui)数量(liang)接近(jin)，但具(ju)体(ti)基(ji)因的数量(liang)和排列方式却不尽相(xiang)同。一些(xie)人(ren)类特有的基(ji)因，在狗狗身(shen)上(shang)可能不(bu)存在，反(fan)之亦然(ran)。这直接(jie)影响着(zhe)物(wu)种(zhong)的(de)独(du)特(te)性。非编码(ma)DNA的差异：基因(yin)组并非(fei)全是“功能(neng)性基(ji)因”。大(da)量的(de)非编码DNA，曾(ceng)经被(bei)认为(wei)是“垃圾DNA”，但现在(zai)我们知(zhi)道(dao)它们(men)在(zai)基因调(diao)控、染(ran)色(se)体结构(gou)等(deng)方面(mian)扮演(yan)着(zhe)重要角色。

人(ren)类(lei)和狗狗在(zai)这(zhe)些区域(yu)的差(cha)异(yi)，可(ke)能很(hen)大(da)程度上(shang)解释(shi)了它们在(zai)生理(li)和行(xing)为上(shang)的区(qu)别。基因的(de)拷(kao)贝数变异(yi)（CNVs）：基(ji)因(yin)组中某些基因的(de)拷(kao)贝(bei)数不(bu)同，也会(hui)带来显(xian)著的生理(li)差异(yi)。例如(ru)，与(yu)嗅(xiu)觉(jue)相(xiang)关(guan)的(de)基因，狗狗通常比(bi)人类拥有更(geng)多的(de)拷贝(bei)数，这也(ye)就解释(shi)了(le)为(wei)何(he)狗(gou)狗(gou)的(de)嗅觉(jue)如此敏锐(rui)。

二、行(xing)为(wei)与(yu)感知(zhi)的基(ji)因密码(ma)：为(wei)什么我们如此(ci)不同(tong)？

驱动(dong)我们感知世(shi)界(jie)、做出(chu)反应(ying)的，是复(fu)杂(za)的神(shen)经系统，而(er)这背(bei)后，是(shi)无(wu)数(shu)基因在精准调(diao)控。人(ren)类(lei)和狗狗在认(ren)知(zhi)、情感(gan)、社(she)交行(xing)为上的巨(ju)大差异(yi)，正是由(you)基因(yin)组中一(yi)些(xie)关键的“差(cha)异基因”所塑造。

嗅觉(jue)的“超能(neng)力”：狗狗拥(yong)有(you)我们(men)难以(yi)想象(xiang)的嗅(xiu)觉(jue)能力，这(zhe)并(bing)非偶然(ran)。它们的基因组中，嗅觉受(shou)体(ti)基(ji)因的(de)数量远(yuan)超(chao)人类(lei)，而(er)且这些(xie)基因在(zai)功能上也更活跃。这意(yi)味(wei)着(zhe)狗狗能(neng)感(gan)知到(dao)我们根本(ben)察觉(jue)不到(dao)的气(qi)味分子，这直接(jie)影响(xiang)了它们(men)的(de)生存(cun)方式、交流(liu)方式(shi)，甚至对世(shi)界(jie)的“理(li)解”。

社(she)会(hui)性的根(gen)源(yuan)：人类(lei)是高(gao)度社会化(hua)的(de)生物(wu)，而狗狗(gou)也(ye)是天生的(de)“社(she)会动物”。在(zai)基因(yin)层面，一些与社(she)会行为(wei)、亲子关(guan)系(xi)、甚(shen)至是攻击(ji)性相(xiang)关的基因(yin)，在人类和狗狗(gou)身上都(dou)有表达(da)，但它(ta)们(men)的调控方式和表(biao)达强(qiang)度(du)可(ke)能存在差(cha)异。例(li)如，与催产(chan)素（oxytocin）相(xiang)关(guan)的(de)基因，在狗(gou)狗(gou)的(de)亲人(ren)行为和(he)依恋行(xing)为中(zhong)起着(zhe)关键(jian)作用。

认(ren)知与学(xue)习：人类拥有高(gao)度发达(da)的大脑(nao)皮(pi)层(ceng)，能够进行(xing)抽象思维、语(yu)言(yan)交流(liu)和复杂的(de)解决(jue)问题。狗狗(gou)虽然智(zhi)力(li)不及(ji)人(ren)类，但(dan)也(ye)展现(xian)出remarkable的学习(xi)能力(li)和适应(ying)性(xing)。这(zhe)些(xie)认知能力(li)的差异，可能与大脑(nao)发育、神经(jing)递质(zhi)代谢以(yi)及某(mou)些(xie)特定(ding)学习(xi)相(xiang)关(guan)基因的(de)突变或表达差异(yi)有关(guan)。

三、进化之(zhi)路的(de)岔(cha)路(lu)口(kou)：共(gong)同(tong)的(de)祖先(xian)，不同(tong)的演(yan)化

从进化的角(jiao)度看(kan)，人类和(he)狗(gou)狗都属于哺乳(ru)纲，拥有共同(tong)的哺乳动物(wu)祖先。在漫(man)长(zhang)的演化(hua)历程(cheng)中，它们选(xuan)择(ze)了截(jie)然(ran)不同(tong)的发展道(dao)路。人(ren)类祖先(xian)可(ke)能更(geng)倾向(xiang)于(yu)发展(zhan)大(da)脑和(he)精(jing)密的双(shuang)手，以适应复杂(za)环境和(he)发展工(gong)具文(wen)明；而(er)狗狗的祖(zu)先(xian)则可能(neng)更侧(ce)重(zhong)于(yu)强(qiang)化感官、速度和群(qun)体(ti)协(xie)作，以适应狩猎和(he)生存竞争。

这种不同(tong)的(de)演化(hua)压(ya)力，在基(ji)因(yin)组上(shang)留下了(le)不可(ke)磨灭(mie)的(de)印(yin)记(ji)。当我们比对(dui)人与狗的(de)基因(yin)组(zu)时，就(jiu)像(xiang)在翻(fan)阅一(yi)本厚重的(de)生命史书(shu)，既能(neng)看到(dao)共(gong)同(tong)的章(zhang)节(jie)，也(ye)能发(fa)现各(ge)自独(du)特的(de)篇(pian)章。这(zhe)些差异，塑造(zao)了它(ta)们在(zai)形(xing)态、生理、行(xing)为上的(de)独特(te)之处(chu)，也让(rang)我(wo)们(men)更(geng)加(jia)惊叹(tan)于(yu)生命演化的(de)奇妙与伟大。

通(tong)过对(dui)人(ren)与(yu)狗DNA的深入剖析，我们(men)不仅(jin)能理解它(ta)们之间的(de)遗传(chuan)联系(xi)，更能(neng)窥见生(sheng)命(ming)多样(yang)性的奥秘。这种(zhong)跨(kua)物(wu)种的基因(yin)探索(suo)，不仅为(wei)我们揭(jie)示了(le)生命(ming)进化(hua)的规(gui)律(lv)，也(ye)为理(li)解人(ren)类自(zi)身(shen)，乃(nai)至疾(ji)病的发生(sheng)和治(zhi)疗(liao)，提(ti)供了(le)宝(bao)贵(gui)的线(xian)索。基因，这个(ge)微(wei)小(xiao)的(de)分(fen)子(zi)，承(cheng)载着如(ru)此宏(hong)大(da)的故事(shi)，等待着(zhe)我们(men)去(qu)不(bu)断(duan)地解(jie)读(du)和发现(xian)。

基因(yin)的交(jiao)响：猪(zhu)or狗(gou)DNA的(de)独特(te)旋(xuan)律(lv)与(yu)潜(qian)藏的共鸣(ming)

在生命的(de)宏大画卷中(zhong)，除(chu)了我们(men)熟悉的(de)人(ren)类和忠(zhong)诚的(de)犬科动(dong)物(wu)，还有许多物种(zhong)以其(qi)独特(te)的方(fang)式存(cun)在(zai)着(zhe)。今天(tian)，让(rang)我(wo)们将目光(guang)转向(xiang)另一(yi)种(zhong)与我们(men)生活息息(xi)相关(guan)的动(dong)物——猪（Susscrofadomesticus），并将(jiang)它与我们(men)之前的“老(lao)朋友”狗(gou)狗(gou)进(jin)行(xing)一番基因(yin)层(ceng)面的对(dui)话。

猪(zhu)or狗DNA的比(bi)较，将(jiang)为我们揭(jie)示更多(duo)关于物种(zhong)演化、生理适应以及(ji)未(wei)来应用(yong)的可(ke)能性(xing)。

一(yi)、猪(zhu)与(yu)狗(gou)的(de)基因组(zu)：相(xiang)似(shi)的骨骼，不(bu)同的(de)肌肉(rou)

同样(yang)作为哺(bu)乳(ru)动(dong)物，猪和(he)狗狗(gou)在基(ji)因(yin)组的宏观结构上，表现出(chu)一(yi)定(ding)的相似(shi)性。它们的(de)基(ji)因组大小也大致在(zai)一(yi)个(ge)量(liang)级(ji)，拥有(you)相(xiang)似数量的基(ji)因(yin)。这表(biao)明它们在遥远(yuan)的过去，共享(xiang)着(zhe)一些共(gong)同(tong)的祖(zu)先，并(bing)继承了许(xu)多基础的生命运(yun)作(zuo)机(ji)制。

深入(ru)细节，我们(men)会发现它们各自(zi)独(du)特的(de)“肌肉(rou)”——即基因(yin)的功(gong)能(neng)和调(diao)控方(fang)式。

染(ran)色体(ti)数量(liang)的差异(yi)：猪(zhu)的染色(se)体(ti)数量(liang)通常(chang)是36对(dui)（72条(tiao)），这(zhe)与狗(gou)狗(gou)的39对有所不同。染色(se)体(ti)数量的改变，可(ke)能与(yu)物(wu)种在演(yan)化过程中发生的染色(se)体融合或分裂(lie)事件(jian)有(you)关，这会(hui)影响基(ji)因的(de)连锁(suo)和重组。基(ji)因的(de)表达(da)差异(yi)：即使(shi)拥(yong)有(you)相似(shi)功能的基(ji)因，其(qi)在(zai)不同组(zu)织(zhi)和(he)发育(yu)阶(jie)段(duan)的表达(da)水(shui)平和(he)模式也(ye)可能大(da)相径(jing)庭。

例如，与消化(hua)吸收(shou)相(xiang)关(guan)的基因(yin)，猪的基(ji)因(yin)组(zu)可(ke)能(neng)针对(dui)其特殊(shu)的食(shi)性(xing)（杂食(shi)性）进行了优(you)化，而狗狗的(de)基(ji)因(yin)组(zu)则更(geng)倾(qing)向于(yu)适应(ying)其作(zuo)为肉食或杂食(shi)动(dong)物(wu)的捕(bu)食与(yu)消(xiao)化(hua)方(fang)式。特有(you)基因的(de)解读：猪(zhu)作(zuo)为一种重要的经济动物(wu)，其基因组中(zhong)可能(neng)存(cun)在(zai)一些(xie)与生长速(su)度(du)、繁殖能(neng)力、抗(kang)病性等相关的特有(you)基因(yin)，这些是它(ta)们作(zuo)为家(jia)畜被长(zhang)期(qi)选育的(de)结(jie)果。

同(tong)样，狗狗(gou)在漫长(zhang)的(de)驯化过程(cheng)中(zhong)，也发(fa)展出了(le)许(xu)多与人类(lei)互动、特定(ding)工(gong)作(zuo)能力(li)（如牧羊、狩猎）相(xiang)关的(de)基因变化(hua)。

二、生(sheng)理(li)与(yu)行为(wei)的基因(yin)映射：从(cong)基因(yin)到“猪(zhu)样(yang)”和“狗样”

猪和(he)狗狗在生理(li)和(he)行为(wei)上的差异(yi)，是它(ta)们(men)基因组最直(zhi)观的体现。

消(xiao)化(hua)系统(tong)的秘密(mi)：猪(zhu)是杂(za)食性(xing)动物(wu)，其消(xiao)化(hua)系(xi)统能(neng)够(gou)有效地处理(li)植(zhi)物和动物性食物(wu)。这(zhe)背(bei)后(hou)，是(shi)负责(ze)消(xiao)化各种(zhong)营养(yang)物(wu)质的酶类(lei)基因(yin)，以及(ji)调控肠道菌群的(de)基因在(zai)起(qi)作(zuo)用(yong)。狗(gou)狗虽(sui)然也具(ju)备一(yi)定(ding)的杂食性，但其基因组(zu)更(geng)偏(pian)向于肉食(shi)性动物的(de)消化特点，例如(ru)，它们(men)在合(he)成某些必(bi)需氨基酸方面的能(neng)力可能不如猪。

体(ti)型(xing)与代(dai)谢的调控：猪(zhu)的(de)生长速度快、体型(xing)大(da)，这与它们(men)基因组中调(diao)控(kong)生长激素(su)、胰岛(dao)素等(deng)代谢(xie)相关基(ji)因(yin)的表(biao)达密(mi)切相(xiang)关。而(er)狗狗(gou)的体型和体型(xing)差异巨(ju)大(da)，从微(wei)小的吉(ji)娃娃到(dao)庞(pang)大的(de)大丹(dan)犬(quan)，这(zhe)反(fan)映了其基(ji)因组在形(xing)态(tai)发(fa)育和生长(zhang)调控(kong)方面(mian)的巨(ju)大(da)可(ke)塑性(xing)，这也是长(zhang)期人工选(xuan)育的(de)结果(guo)。

嗅觉与(yu)感(gan)知世界的(de)差异(yi)：狗狗(gou)以其(qi)卓越的嗅(xiu)觉闻(wen)名，而(er)猪的嗅(xiu)觉能力(li)也相当发(fa)达，尤(you)其(qi)是在(zai)探测地(di)下食(shi)物(wu)方(fang)面。虽(sui)然两(liang)者都有发(fa)达的嗅(xiu)觉系统(tong)，但负责嗅觉(jue)识别的基(ji)因(yin)种类(lei)和数量(liang)可能存(cun)在差异，从(cong)而影(ying)响(xiang)它们对(dui)气(qi)味(wei)世界(jie)的感知(zhi)和(he)解读。行为模(mo)式(shi)的(de)基因(yin)驱(qu)动：猪(zhu)在群(qun)体(ti)行(xing)为、筑(zhu)巢、以及“玩耍(shua)”等(deng)行为(wei)上(shang)，都受到(dao)基因的深刻(ke)影(ying)响。

而狗狗(gou)的忠(zhong)诚、服(fu)从、以(yi)及特定工(gong)作能力，更(geng)是人类通(tong)过选择性育(yu)种(zhong)，定向(xiang)改变(bian)其(qi)基因(yin)组(zu)行(xing)为调(diao)控区(qu)域的(de)结(jie)果。例(li)如，某(mou)些(xie)与(yu)多(duo)巴胺系(xi)统相关(guan)的基因，可能(neng)影响(xiang)狗狗(gou)的(de)活(huo)动水平和对奖(jiang)励的(de)反应(ying)。

三(san)、跨物种的基因应(ying)用(yong)：猪or狗，未(wei)来的(de)无(wu)限可能(neng)

对(dui)猪和狗狗基因(yin)组(zu)的深(shen)入研(yan)究，不仅仅是为(wei)了满足(zu)我们的(de)好奇(qi)心，更(geng)蕴含(han)着巨(ju)大的(de)应用(yong)潜(qian)力(li)，尤其(qi)是(shi)在(zai)“猪or狗DNA”这个(ge)交(jiao)汇(hui)点上。

医学(xue)领域(yu)的(de)“猪(zhu)队(dui)友”：猪(zhu)的(de)器官大小、生理功能(neng)与人类有(you)较高(gao)的(de)相似(shi)性，这使得它们成为异种(zhong)器(qi)官移(yi)植的(de)理想(xiang)供体。通(tong)过基(ji)因(yin)编辑(ji)技术(shu)，去(qu)除猪(zhu)基(ji)因组(zu)中可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)人类免疫排斥的基因，并引(yin)入(ru)人类基因，可(ke)以大(da)大提(ti)高移(yi)植的(de)成(cheng)功率。研(yan)究猪or狗DNA的差异(yi)，也能为(wei)理(li)解(jie)和改(gai)良(liang)这些基(ji)因(yin)编辑技(ji)术提(ti)供(gong)参考。

生物医药(yao)的研究模(mo)型(xing)：猪(zhu)和狗(gou)狗的(de)基(ji)因(yin)组结(jie)构和部分(fen)生(sheng)理功(gong)能与(yu)人(ren)类相似(shi)，使(shi)得它们在(zai)研究人类(lei)疾病（如(ru)心(xin)血(xue)管(guan)疾病、神经(jing)退行(xing)性疾病(bing)、癌(ai)症(zheng)等(deng)）的发病机制(zhi)和(he)药物疗效方面(mian)，扮(ban)演(yan)着(zhe)重(zhong)要的(de)模型动(dong)物(wu)角色(se)。通过(guo)比较(jiao)猪(zhu)和(he)狗狗(gou)的(de)基(ji)因组，我们可(ke)以更好(hao)地理解不(bu)同物种在疾(ji)病(bing)易感(gan)性(xing)和(he)发展轨迹上的(de)差(cha)异(yi)，从(cong)而(er)优(you)化研(yan)究(jiu)模型(xing)。

农业(ye)和育种的(de)启示：对猪基因(yin)组的研(yan)究，对(dui)于(yu)提高养殖(zhi)效率、改良肉质、增强(qiang)抗病(bing)性等(deng)方面(mian)至关(guan)重要。而对(dui)狗(gou)狗基(ji)因组的研究(jiu)，则有(you)助于(yu)理解犬(quan)种特性、疾病筛查(cha)以及(ji)伴侣动物的健(jian)康管理(li)。从猪(zhu)or狗(gou)DNA的比较(jiao)中(zhong)，我们可以借鉴不同(tong)物种在(zai)特(te)定性(xing)状(zhuang)上的演化优(you)势，为(wei)各(ge)自的育种(zhong)和改良(liang)提(ti)供新的思路(lu)。

例如(ru)，研究(jiu)狗狗在某(mou)些特定(ding)运动(dong)能(neng)力或(huo)感官能(neng)力上的基因(yin)基础(chu)，或许(xu)能为(wei)猪的某(mou)些生产(chan)性能(neng)改(gai)良(liang)提(ti)供(gong)启(qi)发(fa)。

总而(er)言之，猪or狗(gou)DNA的比(bi)较(jiao)，就(jiu)像是(shi)在解读两本不(bu)同的(de)生物百科(ke)全(quan)书，它们(men)共同(tong)讲述着生(sheng)命演(yan)化的(de)故(gu)事(shi)，也各(ge)自(zi)书(shu)写(xie)着独一(yi)无二(er)的篇章。通(tong)过揭示(shi)它(ta)们基(ji)因层面(mian)的相似(shi)与差(cha)异(yi)，我(wo)们不仅能更深入(ru)地理解(jie)这两个物(wu)种(zhong)的本(ben)质，更能(neng)从中(zhong)发掘出在(zai)医学、农业(ye)、生物技术等领域，能(neng)够造(zao)福人(ren)类的(de)无限(xian)可能。

基因(yin)的奥秘，仍在不(bu)断被揭(jie)开，而每(mei)一次的探(tan)索，都(dou)让(rang)我们离生命(ming)的(de)真谛更(geng)近一(yi)步。

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图片来源：每经记者 钱信忠 摄

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