达尔文举 的抗性标记基因和荧光蛋白基因的烟草品系进行嫁 出的例子是, “一头母牛在失去一个角以后跟着就 接,其 中一个品系携带的标记基因位于其核基因组, 第 5期 刘用生:重提达尔文的遗传学说——泛生论 683 而另一品系的外源基 因位于其 叶绿体基因组中。结 制的遗传分子,都可 以从细胞 中释放 出来并在细胞 果显示,质体内标记基 因可以频繁地在嫁接部位的 之间移动 。Anker等[2oJ发现,给事先暴露在灭活的 细胞间交换 1【引。这表明达尔文关于遗传分子可以在 脊髓灰质炎病毒中的裸鼠注射由T淋 巴细胞释放的 细胞之间移动的论点在一定条件下是成立的。 DNA后,这些裸鼠能够产生中和抗体 。被注射了由 虽然高尔顿的兔子输血实验获得 了负面结果, 人 T细胞释放的DNA 的小鼠能够产生携带有人同 但在 20世纪 50年代,前苏联的索皮柯夫却通过输 种抗原免疫球蛋 白的抗体,它们能够与抗同种抗原 血的方法成功地使家禽动物的后代产生了可遗传 的 免疫球蛋 白的血清发生中和反应,表明循环DNA可 变异,并且培养出了鸡新品种(称为动物无性杂交)。 以进入体细胞和生殖细胞。此外,还有研究表明,癌 在一次实验中,索皮柯夫用澳洲黑鸡的血液多次地 症病人血液 中的循环核酸。能够被培养的正常细胞 注射到白色的来杭鸡体 内。有趣 的是,来杭鸡孵育 所吸收并发生转化,产生肿瘤 [2”。值得一提的是,Lo 出的小鸡身上出现了黑色绒毛,成年后长了8~40根等[2】在孕妇母体血液 中发现了胎儿 DNA 的存在, 黑色羽毛 。在相反的处理中,接受来杭鸡血液 的澳 这一发现不仅可以应用于产前诊断,而且有可能揭 洲黑鸡后代小鸡也有 白色绒毛。长大后有 525根白示先父遗传的分子机理[2引。先父遗传也是达尔文的 色羽毛。在1000只实验小鸡 中,发现有 92只有杂 泛生论所要解释的一种遗传现象,尽管这种遗传现 色花斑羽毛。家禽的输血方法通常是在幼年时或产 象比较罕见而且争议很大。 卵前几个星期开始,每周输血两次,每次 5~10mL, 我们是在 2000年才注意到循环核酸的文献。当 产卵时隔 1d输血一次。索皮柯夫注意到在不同的 时给 《遗传》杂志投了一篇稿件,试图用现代遗传 动物中引起遗传性变异所需要的输血总量是有差别 学知识去解释范盛尧先生通过多年实验所获得的杏 . 的:鸡100-200mL,鸭200~350mL,兔子 200~400 郁李嫁接杂种[2。在稿子退修时, 《遗传》编辑部 mL。他还发现,家禽类动物 比兔子的变异要表现得 寄给我们一篇 1999年发表在 Science杂志上的论文 早。如果说家禽遗传性状的改变是在第 1或 2代 中 复印件,希望我们充实稿件 的内容 。那篇文章通过 就 出现,并在以后世代中得到加强的话。那么在兔 黄瓜和西葫芦嫁接实验,证明特定的mRNA分子可 子中,这些变化要在第2或第 3代中才表现出来,并 以通过韧皮部在植物体内长距离运输[2。我们试图 且只有在给受体一代代地进行多次输血的情况下, 把mRNA 与达尔文假设的遗传分子联系起来 2【引。 才能在 以后世代 中得到加强。索皮柯夫的试验结果 不久读了一些医学文献资料,才知道血液中也有循 不仅被许多前苏联的动物遗传育种工作者所证实, 环DNA 和RNA,就 把达 尔文 的微芽理解 为 而且被瑞士和法国的研究者所证实 3【]。 “circulatingDNA /RNA”。后来在修改一篇投往 泛生论发表一年后 (即1869年),Miescher发现了 TrendsinPlantScience的稿件时,一位审稿人建议 核酸(后来被确定为具有遗传功能的分子)。1948年, 我们把达尔文的微芽理解为 “circulatingDNA /RNA 法国学者 Mandel和Metais首次在血液中检测到循 oras1}etunknownmolecules”[2。我们认为这个建议 环核酸(Circulating nucleic acids,包括循环是有道理的。后来我们还注意到,现代科学文献 中DNA/RNA)这是一种存在于动植物和人体细胞外、 的小分子 RNA(smallRNAs)或微 RNA(microRNAs) 处于游离状态的核酸。它可能的来源有两个 :f1)生 和朊病毒 (prion),也与达尔文所说的微芽有颇多的 活细胞不断主动释放核酸进入血液循环;(2)细胞 的 相似之处 3【】。当然,如何用现代的分子生物学知识去 坏死或凋亡 。循环核酸直到 20世纪 60年代才逐渐 理解达尔文所谓的微芽。还需要进一步讨论。我们 引起一些学者的关注,现在是一个热 门研究领域, 仅仅对泛生论作了一些初步的探讨,有些想法可能 已经有数千篇的论文发表[1引。 有片面性甚至是错误的,只是希望起些抛砖引玉的 循环核酸的发现,不仅在疾病诊断等方面有广 作用。达尔文 的泛生论在沉寂 了一个多世纪之后, 阔的应用前景,也为达尔文的泛生论提供 了有力的 如果我们用现代的遗传学知识去重新审视它,相信 证据 。如果把循环核酸与达尔文 的微芽进行 比较, 不仅在遗传学史研究方面有重要价值,而且在遗传 会发现它们的许多相似之处。它们都是能够 自我复 学 、医学和进化生物学等研究领域都有重要意义[2引。 684 篷HEREDITAS(Beijing)2013 第35卷 参考文献(References) [17】LiuYS.Historicalandmodern geneticsofplantgrafthy— bridization.AdvGenet,2006,56:101-129. 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