基因与环境

媒体关于坎德尔（Eric Richard Kandel）2000年获得诺贝尔奖的报道很少，相比之下同一年人类基因组排序得以完成的新闻报道则铺天盖地。基因组排序图谱是一项伟大成就。公众既很激动也很恐惧，他们认识到这将是人类发展超越自然限制的重要一步。环境因素将继续影响基因表达，但是自然肯定会向科学家培育的任何事物交出主导权。

美国政府在人类基因组排序及相关研究方面花费了38亿美元。这个数字还会进一步加大，克雷格·温特（J.Craig Venter）的塞莱拉基因技术公司（Celera Genomics Corporation）投资了3亿美元用于平行研究。利用新的技术，塞莱拉公司在不到两年内发布了温特个人的基因组。自那以后，个人基因组排序的成本急剧下降。2014年，基因排序公司Illumina宣布将很快推出测序仪HiSeqXTen，这一技术将使读取个人基因的成本降至1000美元。

在人类基因组排序之前，人们认为32亿个碱基对可以归结成大约10万个基因。但是这个项目令人更为惊讶地发现在于似乎只有2万至2.5万种基因起作用，占基因材料的不到2%，其他的98%视作废物DNA。但是，人们现在又了解到一部分的废物DNA发挥各种不同作用，比如启动或关闭基因表达，比如说，一个产生粉色的蛋白质基因可能在花瓣上出现，但是植物生根时这种基因则停止工作了。

还有一小部分的基因并不能带来好作用。人们希望在对人类基因进行排序时，许多疾病，特别是遗传性疾病能够追溯至具体的基因，从而采用针对性治疗对疾病进行控制。基因种类不多，表明具体的基因和大部分个体疾病或具体某个人的特性之间不可能存在一对一的对应关系。许多蛋白质的结构由基因列出，这些蛋白质相互作用并组成生物的方式非常复杂。了解基因和蛋白质组成身体的过程将是极度困难的，因此研究进展十分缓慢。

不管怎样，少数遗传性疾病要么是由于某个特别的基因存在引起的，要么与之相关。比如，一种常见的镰状细胞性贫血症，这是携带氧气的血红细胞形状异常造成的血液紊乱，其病因可以溯及某种特别的基因。这种基因的发现提高了研究人员研究这一疾病潜在病理的能力，但是至今还没有找到治疗办法。

大部分的特性都受到了各种不同基因因素的影响并受到环境影响的塑造。许多基因影响一个人的身高，每一种基因的表达会受到环境的影响，比如基因是隐性或是显性受到婴儿饮食的影响。欧洲人口的平均身高在1800年至1980年增加了11厘米（4.3英寸）。我们的理解是，基因设定一些标准参数。一个女人的基因构成将决定她的身高在某个特别范围之内，但是其他的环境因素将确定她在这个范围内的实际身高。

一种植物的生长会受到各种影响，如气候情况，获得基本营养物质的情况，以及种子是否得到保护免被鸟儿当作食物等。具有完全相同DNA的种子如果种在肥沃的山谷就长得很高，但是种在陡峭的山峰可能会很强壮但个子矮小。对于动物而言，受精卵或是母亲的身体状况能够确定正在发育的胎儿是否能成功到孕期结束。以前认为这些影响完全来自于环境，但是在新的范例下，环境能够启动或关闭单个细胞中的基因表达。

在生命的整个周期都会发生基因表达。皮肤细胞分裂以治愈伤口并取代死去的皮肤组织皮层。每一个新的细胞从分裂的母细胞那里完全复制了DNA。单个细胞中基因代码故障能导致疾病的发生，比如产生癌症细胞。阳光里的紫外线会损坏产生色素的皮肤细胞的基因代码，这些细胞然后不受控制进行分裂，并形成一种致命皮肤癌：黑素瘤。

基因表达的研究打开了基因组研究的全新领域。希望这方面的研究能最终发现一些治疗办法，对造成癌症和遗传基因疾病的生物分子机制进行干预。基因治疗的不利一面在于这一方面的实验可能会背离正道，对个人产生伤害。此外，采用基因技术提高某些人的能力会带来或好或坏的影响，这完全取决于个人的看法。