人体遗传基因与姓氏的关系

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原文地址：人体遗传基因与姓氏的关系作者：博林
　　世界上许多古文化早已连同创造它们的种族一起销声匿迹了，就姓氏而言，欧洲的姓氏记录只有两三百年的历史，日本普及姓氏也才是一百多年前的事情，而中国许多姓氏历经了四五千年，始终延续和发展着，是世界上最古老的一批姓氏。北宋时候流传的《百家姓》就收集了单姓408个、复姓30个，共计438个姓氏。在一般人看来，姓氏与基因是风马牛不相及的两个概念。然而，在一些科学家的眼里，两者在遗传学上却有着千丝万缕的联系，中国人几千年来有关姓氏的记录可以揭示人类遗传的变迁。

姓氏、基因手牵手

　　中国是最早使用姓的国家，它以一种血缘文化的特殊形式记录了中华民族的形成和发展。大约在5000年前的伏羲氏时代，姓就被定为世袭，由父系传递，其延续性和稳定性受到宗法制度的保证。

　　在我们每个人体内，也有一套持续而稳定的标识身份的系统。众所周知，人体细胞核中有23对染色体，其中一对染色体决定了人们的性别，又被称为性染色体。人的性染色体分为X、Y两种，女性携带一对X染色体，男性携带XY两种染色体。Y染色体为男性所特有，也只能由男性遗传。由于姓氏一般是随男性代代相传的，因此，Y染色体就同姓氏一起遗传给后代。由此推断，具有同一姓氏的人群也就具有了同样类型的Y染色体以及它所携带的遗传基因。

　　在研究者眼里，姓氏就是这样一个特殊的遗传代码，通过不同姓氏的渊源、历史迁移和分布频率，科学家们可以揭示不同人群的血缘文化痕迹与生命遗传信息。如果把每一个姓氏看做一个遗传基因，那么姓氏的遗传和分布，就可以体现一个种群基因的遗传和分布，姓氏和Y染色体遗传基因在分布上应该是平行的。

　　研究者们收集了几十年来上百万份血型数据，经过分析后发现，不同人群的血样中的血型、酶、蛋白质的区域分布和人们姓氏的区域分布高度一致，这无疑说明了“姓氏基因”的提法言之有理。

Y染色体随姓传

　　在人类进化的历史长河中，人类基因组以一定的速率积累了各种突变信息。在DNA长链的某一位置上，不同人群的基因可能有细微的差别，这些不同之处叫做DNA的多态性，科学家们就是通过比较基因的多态性，来研究人类的起源、进化和迁移规律。

　　Y染色体上的基因可以被分为两个主要的功能区，执行普通的编码功能、负责生产蛋白质的区域被称为拟常染色体区，它与其他22条染色体一起构建身体并协调身体的各项功能；而另一个功能区被称为Y染色体特异区，它大约占Y染色体DNA链长度的2/5，携带性别决定基因，是决定男性性别的关键。Y染色体特异区直接由父亲传递给儿子，而不会像其他常染色体那样，在减数分裂时发生重新组合的现象，所以，Y染色体特异区总是稳定地一代代遗传。

　　正是因为Y染色体特异区不会发生重组，其DNA链上发生的突变就不会被修改，这样，每条Y染色体特异区的DNA序列就能将祖先的突变记录并保存下来，不同的突变形式构成了Y染色体特异区的多态性，通过这一特点就可以重新构建人类的父系进化史。

　　科学家们认为，人类Y染色体上的某个基因位点就好像这个人的姓氏，不同的姓氏相当于这个基因位点上不同的突变形式，姓氏的多态性能够从宏观上很好地体现基因的多态性，这种密切而奇妙的关系，就好像一明一暗的两条线索，指引着科学家们不断地探寻。目前，应用PCR技术可以鉴定250多个位于人类Y染色体特异区的多态性位点。

用基因研究姓氏变迁

　　不同的姓氏可能包含着不同姓氏家族特有的遗传“祖训”，姓氏中蕴含的不仅仅是文化的传承，同样也是一套独特基因的传承。不过，中国人姓氏历经数千年，很难说家族姓氏都是千年一脉。在中国人中，一直普遍存在改姓的现象，这包括入赘婚姻、随母姓氏、避难改姓、少数民族改汉族姓氏等，但是在整个中国人中改姓的人数是少数，比例很低，而且在后代中还有可能将姓氏改回来。

　　科学家们在太原市郊区就作了这样的研究，发现了很有意义的现象：某村的居民都姓张，附近一个庙里还供奉着张氏宗族的牌位。村民自称是几千年前某个名门之后。但研究人员从史书记录发现，正宗张姓应分布在河北地区。为了验证太原张姓的来源，研究人员从村民中抽取了30份血样，对Y染色体上的姓氏基因位点作了测试，结果发现，该位点上的基因密码分布不一致。说明这些同姓人群并不是一个祖先的后代，有些人是历史上中途改姓加入进来的。

　　上个世纪90年代，为了弄清楚中华姓氏传承的情况，研究人员对中国人姓氏在历史上的分布进行了大规模的调查。对宋朝、明朝、清朝和当今这四个时期的100个常见姓氏的分布进行统计和研究，此项研究中，宋朝和明朝的姓氏数据都是从上千种文集和年谱中收集到的。

　　通过比较，科学家们惊喜地发现，一千多年来中国人姓氏传承非常稳定，每个时期的姓氏分布曲线基本重合。变化主要发生在19个最常见姓氏（分别是李、王、张、刘、陈、杨、赵、黄、周、吴、徐、孙、胡、朱、高、林、何、郭、马）中，这19个最常见姓氏占总人口的50％以上。其中最明显的变化，是在最常见的前7大姓氏之中，明朝7大姓氏占人口的比率比宋朝和当代都低1％以上，反映出宋朝到明朝时期中国人口曾经大幅度降低过。

　　历史人口数据表明，由于连年战争和屠杀，在元朝，北方和四川地区的人口急剧减少，姓氏分布上也反映出这一现象，尤其以宋朝皇室的赵姓为最。而到清朝，政局比较稳定，经济发展，人口迅速增加。至清末民初，全国人口已达4亿，南北人口比重趋于平衡，大姓人口迅速增加，甚至恢复和超过了宋朝时期相应姓氏的比率。

来自妈妈的基因

　　从理论上说，每个人都可从基因密码上找到自己真正的祖先。但姓氏基因只能验证近几千年的遗传关系。由于人类早期是母系社会，要考查母系氏族时期的血缘关系，最可靠的方法还是探究线粒体DNA的演变。这可以算是用基因来研究广义的“姓氏”。

　　人类线粒体DNA位于细胞质的线粒体中，是细胞核外唯一存在的DNA分子。线粒体DNA和细胞核中的DNA不同，所有线粒体DNA都是直接由母体遗传的，它位于细胞质里，而且只通过卵细胞带到受精卵中。线粒体DNA没有经历过减数分裂，所以它同样不会发生重组，这就积累了较多的突变，记录了人类女性进化的历史。

　　使用线粒体DNA进行遗传学推断的最著名的例子就是有关人类起源的问题，1987 年，科学家们分析了亚洲、非洲、欧洲、新几内亚和澳大利亚的 147 名现代妇女胎盘的线粒体DNA，测试分析结果显示，现代人类起源于非洲，现代人的祖先可追潮到大概20万年前的一位非洲妇女。这位女祖先的后代在十余万年前走出非洲，走向世界各地，以后分化为不同的人种。

　　看来，基因不仅在姓氏研究中有用武之地，还可以在更广阔的人类起源研究中大显身手。

姓氏不同，用药有别

　　科学人员在对姓氏的调查中还发现了一个有意思的现象，所有的姓氏分布和常见疾病分布之间似乎都存在一种说不清的重叠。比如糖尿病在山东地区比较高发，而孔姓在山东出现的频率也是最高的。

　　科学家们知道，姓氏和疾病是没有直接关系的，而且疾病和Y染色体的关系也不大，它们多数发生在常染色体上。可是让研究人员百思不得其解的是，这样的重叠并不是个别事件，几乎所有的姓氏和常见疾病之间都存在着某种渊源。

　　通过进一步研究，科学家们认为，中国5000年历史是以男性为主进行群体迁移，Y染色体在迁移，和Y染色体同在一个个体上的常染色体必定也在随之迁移，研究Y染色体的分布规律也能找出常染色体的某些分布规律，这对研究某种疾病的起源是有帮助的。

　　因此，姓氏基因是研究与疾病有关的高发易感人群分布的一把“钥匙”。

　　长期的医疗实践中发现，同样的病在不同患者身上反映的症状可能有极大差异，并且相同的药物对他们所起的功效也不完全一致。

　　这是因为，病人虽患有同样的疾病，但他们各自的遗传特性并不一样，因而会有不同的疾病症状，对相同药物有不同反应。对于具有相同姓氏的人来说，他们很可能有着相似的基因特性。如果研究他们独特的姓氏基因，对不同的姓氏研发出具有针对性的药物，对每个求医者“对姓下药”，就可以大大提高药物的治疗作用。

　　给药物贴上“百家姓”，既是一个美好的愿望，也是一个正在探索的科研项目，让每个人都拥有一份属于自己的基因型治疗手册，或许在不久的将来就会实现。

［完］ 来自：《大科技·科学之谜》2006·11