第四章 DNA保护

此之后，成千上万的科学家涌入DNA研究领域，以揭开我们之所以成为人类的源代码的秘密。

1990年，人类历史上最雄心勃勃的科学事业之一——人类基因组计划——开始了。这项浩大的工程涉及美国、法国、德国、西班牙、英国、中国和日本的20多所大学，以及美国国立卫生研究院和一家名为“赛雷拉基因组”的私营公司，目标是绘制出人体每一个基因的图谱。

2003年4月14日，有关人士宣布，整个人类基因组已经被正式测序完毕，比15年的期限提前了两年。这一里程碑式的成就是由两位开拓性的科学家弗朗西斯·柯林斯和克雷格·文特尔领导的。4从那时起，基因组的完整测序已经不再局限于人类，也包括其他物种，如黑猩猩、狗、老鼠，甚至青蛙。

DNA科学

DNA的源代码是用四种化学物质的首字母编写的：A（腺嘌呤）、T（胸腺嘧啶）、C（胞嘧啶）和G（鸟嘌呤）。螺旋梯的台阶由这些字母（A-T和C-G）的不同组合组成。这些配对可以编码指令，合成一种完全蛋白质[1]，而配对的序列便是我们所熟知的基因，类似于螺旋楼梯上的一组台阶。这些基因合在一起，就构成了人体制造一万种蛋白质时所需的各种指令，只有这样人才能生存下去。

令人惊讶的是，你体内的每个细胞都知道如何读取这段源代码。细胞利用这些代码，将其下载到细胞机器中，然后这台机器就会像一台微型3D打印机一样，根据这些代码制造蛋白质。这些蛋白质产生的过程悄然无声，发生在你生命中的每分每秒，从你母亲怀你直至你离开这个世界。当你听到“人类基因组”这个词时，它指的是由DNA组成的完整的基因集合，在你的一生中，这些基因是为你的身体所需要的东西进行编码时所必需的。

要想知道基因组如何保持健康，首先要考虑自己体内令人惊诧的DNA数量。每个细胞都含有约6英尺长的DNA，它们缠绕成一团，形成被称作染色体的紧密包裹体。每个细胞的细胞核内有46条染色体（23条来自母亲，23条来自父亲）。如果你把体内所有细胞（目前估计有37.2万亿个）的DNA拉直，并让它们首尾相连，你将拥有一条420亿英里长的基因高速公路。5这是从地球到冥王星距离的近10倍！真正有趣的是：这条DNA超级高速公路中只有3%真正构成我们的基因，另外97%的DNA是作为空中交通管制员，指导身体如何使用这些基因。

在一个繁忙的机场，训练有素的空中交通管制人员需要确保飞机的安全起飞和降落，同样，DNA功能的精确性是绝对必要的。错误可能带来致命的后果。源代码一旦被破坏，细胞内的3D打印机便会产生过多有害的蛋白质或产生过少有用的蛋白质，甚至会产生完全错误的蛋白质或有缺陷的蛋白质。这些错误可能会产生可怕的后果，就像空中交通管制人员的错误引导可能导致事故甚至机毁人亡一样。

DNA损伤的危险

不幸的是，我们的世界对DNA来说真的是一个非常危险的地方。许多外部因素构成了威胁，因为它们可以扰乱和破坏我们的源代码。尽管许多危险是由工业造成的，但并非所有的威胁都是人为的。事实上，对DNA最有害的因素之一就是紫外线辐射——阳光。你出门时是否总是记得涂防晒霜？研究表明，如果不加防护，来自太阳的有害的紫外线辐射会穿透我们的皮肤，每小时能在我们的DNA中造成10万种损伤。6在沙滩上躺了一会儿后回到室内并不意味着辐射对你DNA的攻击已经结束。

耶鲁大学的科学家们已经证明，即使在阳光照射结束之后，这种损害也仍在继续。皮肤中的黑色素之所以会吸收辐射并让你变黑，其实是因为它通过一种叫作化学激发的过程来储存能量。一旦你进入室内，这种被抑制的能量就会被释放出来，即使你不在阳光下，而是在室内纳凉，这个过程仍会在3个多小时里持续对你的皮肤细胞造成DNA损伤。

当然，在海滩上晒太阳对健康有害，但还有其他潜在的方式使阳光对你的DNA造成破坏。如果在你早晨乘车上班时，太阳透过风挡玻璃照进来，那么紫外线会在你乘车的整个过程中损害你的DNA。人们更加没有意识到的是乘坐飞机时的情况。你每次坐飞机都涂防晒霜吗？你应该涂。加州大学旧金山分校的研究人员在《皮肤病学纪要》期刊上发表了他们在2015年进行的一项研究，结果表明如果飞行员在3万英尺的高度飞行1小时，他们透过座舱窗户受到的紫外线辐射等同于在日光浴沙龙里待20分钟。8与直觉相反，多云的天气使情况变得更糟。对飞行员和乘客而言，云层只是将他们头顶的辐射反射回机身，这样反而增加了DNA损伤和黑色素瘤的风险。

太阳并不是唯一的威胁。破坏性的辐射也从地面散发出来，以氡的形式存在，氡是一种由地下室进入家庭的无味天然气。地球上不同的地方会释放出不同水平的氡，它是一种破坏DNA的看不见的家庭入侵者。

事实上，氡是非吸烟者患肺癌的头号原因。9如果你吸烟（你不应该），你在家里吸入的氡会增加由香烟引起的肺癌风险。

很显然，烟草烟雾对DNA是有毒的。据估计，从香烟烟雾中吸入的化学物质高达4000种，其中有70种已被证明是致癌物质