神秘的基因印刻与过犹不及

基因印刻是生物学家在20世纪80年代发现的一种奇特现象。在有性繁殖的高等生物中，虽然父母各对子代贡献50%的遗传物质，但这种看上去对等的遗传物质，对子代的贡献却是不同的。有一些基因在子代中的活性取决于它们是来自父本还是母本。比如这个E6AP/Ube3a基因所在的15q11—13染色体区段，就是著名的基因印刻区域。子代中来自母本的该染色体区段活性正常，但是来自父本的该染色体区段则被沉默。因此，如果来自母本的这个染色体区段上的基因带有突变，就会导致机体丧失该基因的正常功能。值得一提的是，目前在人类基因组中有近200个被印刻的基因，而且大多数的基因印刻发生在大脑中。也就是说，被印刻基因的父本和母本拷贝在其他组织中都是活性等同的，只有在神经系统中才会发生父本或母本被特异性沉默的现象。

天使综合征患儿中绝大部分是因为机体里来自母本的Ube3a基因发生了突变，因此不能维持Ube3a的正常功能，从而导致患病。那么来自父本的Ube3a基因为什么要被沉默呢？难道是细胞中的Ube3a蛋白需要维持在一定水平上吗？1997—1998年，一系列的遗传学研究发现，包括Ube3a基因在内的15q11—13基因印刻区段（而且是具有活性的母本拷贝）如果发生染色体倍增的话，会导致患者出现自闭症的症状。这说明，Ube3a过多会对机体产生过犹不及的破坏作用。(https://www.daowen.com)

我们在上文中已经知道，MeCP2蛋白对于大脑的功能也是过犹不及的。MeCP2蛋白的编码基因发生突变，会导致瑞特综合征，而倍增则直接导致自闭症。从Ube3a对大脑的作用中，我们又看到了类似的现象：神经系统的功能往往需要准确的蛋白质水平才能维持，过多或者过少都不行。这与神经系统发挥功能作用的基本原理有关：神经系统中神经元之间的通讯单元是突触，而突触的功能依靠数百种蛋白质分子来维持，蛋白质过多或者过少都会影响突触的功能。