第2章
聪明的基因

表观遗传学与DNA的语言

□ 优良基因使人们健康、强壮、漂亮，代表了一种我们称之为基因财富的家族财富。

□ 我们常听说导致疾病的有害基因突变具有偶发性，但最新的科学研究认为这种说法不一定正确。

□ 我们不需要依赖技术来人工合成无病基因或定制婴儿。

□ 只要为我们的基因提供它们需要的养分，我们就能安全无虞地完成很多事情。

□ 优先在健康饮食方面投入财产去重建家族基因财富，是最好的投资。

哈莉·贝瑞在2002年的奥斯卡颁奖典礼上发表的激动人心的感言，给我留下了深刻印象。她站在台上声泪俱下地感谢上帝对她的护佑。“谢谢大家！我太荣幸了！我简直太荣幸了！感谢学院对我的垂青，使我成为上帝护佑的幸运之舟。谢谢大家！”这是好莱坞历史上的一个里程碑，贝瑞成为首个以主角身份获奥斯卡奖的非裔美国人。所有人都在关注贝瑞成功的原因，关注好莱坞历史上的这个独一无二的夜晚；而我却不由自主地产生了这样的想法：这位身着华服的女性似曾相识，她的脸庞让我想起了历年来手握小金人奖杯的其他女明星。

贝瑞和其他获得奥斯卡奖项的女明星有什么共同点呢？比如，查理兹·塞隆、妮可·基德曼、凯特·布兰切特、安吉丽娜·朱莉、朱莉娅·罗伯茨、金·贝辛格、杰西卡·兰格、伊丽莎白·泰勒、英格丽·褒曼等。她们都是表演领域的佼佼者，但除此之外，她们还有其他共性。也许这一共性对奥斯卡颁奖典礼来讲太普遍了，所以人们很容易忽略它。我却无法忽略这个共性：她们都美得令人窒息！

就像哈莉·贝瑞的获奖感言所说，我们就像一叶叶小舟，设计的初衷不是冲击奥斯卡奖项，而是吃喝、生存、繁衍后代。其实，如果你下次碰巧拿到了奥斯卡奖，你可以感谢你的非凡基因让你名垂青史。假如次日你的公关顾问因此责难你，你可以向她解释：身体和DNA的关系是这个世界上最古老、最精深的命题，我们大家都牵涉其中；食物让它们与周遭环境紧密相连。哈莉·贝瑞比例完美、匀称、健康的躯体就是基因与自然环境之间和谐关系的例证，也是几代人基因财富累积的例证。正如本章所讲，如果想改善你和基因之间的关系，使其趋于良性发展，让自己更加健康、美丽，你就要学会与植根于DNA中的智慧一起努力。

DNA的发达“头脑”

每个人的体细胞都有细胞核，它就像生鸡蛋黄一样漂浮在细胞质中。细胞核包含染色体，也就是46个超螺旋核酸分子，每个分子含有多达3亿个碱基对。这些无色的胶状化学物质构建了你的基本遗传信息，决定了你就是你而不是别人。

如果你把单个细胞的DNA完全拉直，它所含的28亿个碱基对能排出3米长的队列。把你所有细胞的DNA头尾相连，至少相当于地球到月球距离的5 000倍。[1]这能携带多少化学信息啊！但你的基因只占其中的2%，其余98%的序列曾被科学家称为“垃圾DNA”。这并不是因为这些DNA没用，而是因为科学家也不知道其具体功能。不过，近20年来科学家已经发现这些“垃圾DNA”具备令人惊讶的能力。

这些发现来自一个叫作表观遗传学的遗传学分支。表观遗传学研究者对基因“启动”或“关闭”的方式进行了探索，它是身体根据环境调节基因的方式，也是同卵双胞胎个性不同的原因。

表观遗传学研究者对广博的基因领域做了大量的探索，一个不为人知的隐秘世界呈现在他们面前，浩瀚且复杂。已知基因就像储存编码信息的仓库，功能相对稳定；而那些“垃圾DNA”（更精准的名称是非编码DNA）似乎天生处于变化之中，短则一代人，长则持续几代人甚至更久。非编码DNA似乎能够帮助机体做出某些重要抉择，比如哪个干细胞（可以分化成任何细胞的原始未分化细胞）长成眼睛的一部分，哪个干细胞长成肝脏的一部分，做出选择的依据似乎源于环境的影响。我们之所以这么说，是因为单个干细胞如果被放入动物肝脏，就会分化成肝细胞；而如果同一个干细胞被放入动物大脑，它又会分化成神经细胞。[2]非编码DNA根据游离在它们周围的化学信息完成这一切，这些化学信息又决定了哪种基因应该启动、何时启动、启动多少。

人类基因组计划实施过程中最振奋人心、最出其不意的发现之一，就是人类基因与老鼠基因相似度极高，老鼠基因与其他哺乳动物基因相似，哺乳动物基因又和鱼类基因相似。在动物王国中，人类产生的蛋白质似乎并非独一无二。人类不同于其他动物的关键在于，我们的遗传物质中包含基因调节片段，它们在人类胚胎期和整个生存周期中指导干细胞的生长发育。促进细胞生长的机制是否也世代相传，促使物种发生进化？加拿大多伦多成瘾和精神健康中心的克莱姆比尔家族表观遗传学实验室主任阿图勒斯·彼得罗尼斯说：“我们的确要对传统遗传学研究的基本原则进行积极的修订。”[3]还有一位表观遗传学家这样评价我们对进化的误解：基因突变和自然选择驱动的进化只是冰山一角，“冰山的底部是表观遗传学”。[4]

我们对这些占总数98%的神秘DNA展开了大量的研究。随着研究的逐步深入，我们发现它们组成了一个庞大且繁复的调节系统，就像巨大的“分子大脑”一样控制着我们的细胞活动。相对于普通人，那些“基因博彩赢家”的每个身体细胞都含有能更好地调节细胞生长和活动的DNA。这不是因为他们运气好，而是因为他们的调节性DNA（位于广阔的染色体未编码区的染色体“大脑”）发挥了更好的作用。就像我们的大脑一样，DNA也需要记忆所学内容，才能正常运行。

如果DNA“忘记”该如何运行，可能出现的一种情况就是患癌。细胞一旦无法履行相应职责，丧失良好的细胞活性，就会变成癌细胞。管理癌细胞的DNA彻底失忆，认为指挥细胞不断分裂就是它的职责，并无视相邻细胞的存在。最终，癌细胞开始杀死相邻细胞。这是表观遗传对我们不利的一面。

表观遗传的积极作用之一是，通过新颖独特的应对措施做出灵活的变通。以眼睛的发育为例，视神经盘位于眼睛后部的视网膜中央，是输入光线的中心焦点，也是眼科医生所说的中央视觉。幼儿期缺乏维生素A就会导致基因面对这样的困境：如何在未达标的营养环境中尽可能完美地构建视神经盘？结果发育成熟的视神经盘不再是正圆形，而是椭圆形的，可能造成近视和散光。[5]这当然不是理想的结果，但如果基因没有这种变通的能力，DNA就会被迫做出更加激进的抉择，比如致人失明。

这种解决问题的创造性“智慧”往往有据可依，你的DNA、你祖辈的DNA经历的种种挑战都会为基因解决问题提供指导。换句话说，DNA具有学习能力。

细胞核：食物操控基因的地方

每个人体细胞中都有一个特殊的“小房间”，叫作细胞核，它为DNA提供居所、实施保护。细胞核内部的DNA被分成叫作染色体的物质组块。尽管每条染色体的双螺旋结构拉伸后有几英尺[6]长，但46条染色体压缩在一起只占几微米的空间，紧紧缠绕在叫作组蛋白的微小结构上。如果这些缠绕的线状基因信息发生松动，就能使一段DNA与酶结合，从而“开启”（激活）基因或基因组的表达。

食物中诸如维生素和矿物质这样的营养物质及人体自己制造的激素与蛋白质，在调节这种缠绕和松动的过程中扮演着不同的角色，叫作“呼吸”。我们对此了解得越多，就越能理解基因也有自己的生命。表观遗传学领域才刚刚触及这一动态基因调控系统的表层，但我们可以肯定的是，染色体数据计算以模拟的方式进行，而非数字方式，因此DNA能够储存和计算的信息量远远超出人们之前的想象。

染色体的学习过程

让我们对染色体进行近距离的观察，以便全面了解“基因大脑”的工作机理，以及为什么它有时可能会忘记如何发挥正常功能。

人有46条染色体，每一条都是很长的DNA分子，包含3亿个碱基对，碱基只有4种，分别用A、G、T和C表示。我们所有的基因数据都以这4个字母的不同组合的模式加密。如果改变一个字母，就会改变加密模式，其意义会随之改变，生物体的生长也很有可能发生变化。

长期以来，生物学家一直认为碱基字母替换是产生这种生理变化的唯一途径。而表观遗传学告诉我们，不同个体的不同生理特征并非来自永久的碱基字母替换，而是源于一些临时标记——表观遗传标记。它们附着在DNA的双螺旋结构或其他核质上，能够改变基因的表达方式。有些标记在人们出生时就有了，但随着年龄增长，许多标记被删除了，其余的标记则累积下来。研究人员需要弄清楚这些标记的具体意义。这到底是DNA衰老的必然结果，还是出于其他原因？后者听起来更振奋人心！如果每个人一生当中产生的标记相同，这就是简单的衰老过程；但如果出现标记差异，就说明不同的人生经历可能会产生不同的基因运行模式，在某种程度上，这也意味着我们的基因具有学习能力。

2005年，西班牙科学家找到了解开这一谜题的办法。他们提取了两对同卵双胞胎的染色体，一对双胞胎3岁，另一对50岁。他们让荧光绿和荧光红的分子分别与经过表观遗传改良和未改良的DNA片段结合，并对两组基因进行了研究。两个孩子的基因看起来非常相似，这表明和大家想的一样，双胞胎在生命之初拥有几乎相同的基因标记。相比之下，那对50岁的双胞胎的染色体就像两棵装饰风格截然不同的圣诞树，一棵闪着绿光，一棵闪着红光。她们的生活经历标记了她们的基因，表明这对同卵双胞胎的基因功能不再相同。[7]这意味着基因标记不仅源于衰老，也是我们生活方式的直接结果。其他类似的研究已经证实表观遗传标记是身体对化学物质做出的反应，这些化学物质源自我们通过嘴巴摄入的食物、通过鼻子呼吸的空气、大脑所做的思考以及身体所做的动作。[8]所以，我们能够得出结论：基因似乎总在倾听，随时准备做出反应或改变。通过观察这对50岁双胞胎姐妹染色体红绿模式的不同，科学家捕捉到了不同基因形成的不同“个性”。

这些存在差异的基因标记有助于解释，为什么DNA完全相同的双胞胎可能患上完全不同的疾病。如果双胞胎中一个吸烟、喝酒、喜食垃圾食品，另一个则注意养生，两个人的DNA就会接受迥异的“化学教育”——后者接受的是系统、平衡的教育，而前者的学习环境如同脏乱的街道，充斥着各种化学物质造成的喧嚣。

从这个角度讲，生活方式影响着基因的行为表现。通过选择健康或不健康的膳食和生活习惯，我们可以训练自己的基因，使其表现良好或糟糕。在环境的影响下，两套完全相同的DNA产生了截然不同的基因表达。凭借这一事实，科学家确认了很多基因标记手段，包括基因“书签”、遗传印迹、基因沉默、X染色体失活、位置效应、重编程、基因转应作用、母体效应、组蛋白修饰、副突变等。这些表观基因调节过程中有许多都涉及标记DNA片段，这决定了基因开启的频率。如果开启，基因就能接受将其转化为蛋白质的酶；如果无法开启，基因就会一直处于休眠状态，相应的蛋白质也不能被正常表达。

假设双胞胎姐妹中有一个常喝牛奶并搬到了夏威夷（在那里她的皮肤可以通过晒太阳合成维生素D）；而另一个不喝牛奶，居住在明尼苏达州。可以预见的是，后者相较前者更容易出现骨质疏松的问题，而且更容易发生髋关节疼痛或脊柱骨折等与骨质疏松相关的意外。[9]表观遗传的双胞胎研究说明，被研究对象不仅X光片不同，基因也存在差异。科学家正在逐步让公众相信，不对自己的身体给予适当的关注、照护及摄入，不仅会影响健康，还会影响基因，可能对子孙后代产生不利的影响。研究表明，兄弟姐妹中如果有人患有骨质疏松症，而其他人无此问题，原因就在于这个人体内负责骨骼生长的基因处于睡眠状态，被暂时打上了隐蔽和休眠的标记。[10]庆幸的是，如果我们改变生活习惯，它们就能苏醒过来。

我们再看一下双胞胎姐妹中吸烟又喝酒的那位，她的状况不容乐观。她也许已经对自己的骨质造成了不可估量的损害，无论如何也无法和她那位喝牛奶、体内维生素D充足的姐妹相比。更糟糕的是，她怀孕前形成的所有表观遗传标记都有可能遗传给她的孩子，所以她对那些可以强健骨骼的营养物质的忽略，就会导致她的孩子遗传到的骨骼生长基因不够活跃，从表观遗传的角度讲，这个孩子更容易患上骨质疏松症。英国伦敦儿童健康研究所的临床遗传学教授马库斯·彭布里认为：“我们都是基因组的守护者。人们的生活方式不仅影响其自身，还有可能对其子孙后代的基因产生毁灭性影响。”[11]

最令我着迷的是这个体系的智慧。我们的基因似乎找到了某种“记笔记”的方式，提醒它们依据得到的各种养分采取相应的行动。让我们看看这个过程吧！假设生成骨骼的基因带有两个表观遗传标记，一个与维生素D结合，另一个与钙结合。如果维生素D和钙同时与各自对应的表观遗传标记结合，基因就会开启并得以表达。如果既没有维生素D，也没有钙，基因就会继续休眠，生成的骨质较少。表观遗传调节标签有效地起到了便利贴的作用：如果周围的维生素D和钙很充足，就会立即制造出大量骨骼生成所需的蛋白质！它们一旦动工，看吧，你的骨骼就会更壮、更长。这是多么巧妙的设计啊！

当然，DNA并不知道某个基因能做什么，它甚至不清楚自己接触的各种养分有什么好处。通过某种我们尚不清楚的机制，DNA在过去的某个时刻经过了表观基因标记的编程处理，表观基因标记会根据某种养分的充足或缺乏的情况，开启或关闭某些DNA。整个编程体系是可变的，这些标记也显然可以被删除，让基因大脑忘记（至少是暂时忘记）之前的编程信息。

是什么让DNA变得健忘？

最近的发现表明，DNA也会像人类一样，随着时间推移而变得健忘。人们怀疑男性的生育年龄过大会导致孩子的大脑发育异常，并因此开展了大量的相关研究。在出生之前，女性的卵子就已经在卵巢中产生；而男性在青春期之后才会产生一批又一批精子。随着青春期来临，精原细胞（产生功能完整的精子的前体）每年大约分裂23次。每次分裂都很重要，因为在分裂过程中，精原细胞不仅要精准地复制30亿个DNA代码“字母”，还要复制所有的表观遗传标记。这些标记负责让DNA记住：面对一定的养分和激素信号，哪些基因应该启动，哪些基因应该休眠。这是一系列相互协调的功能，对孩子未来的成长和健康来说至关重要。

尽管大量担任“校对”的酶的存在保证了DNA复制近乎完美的精准度，但这无法保证表观遗传标记也能实现精准复制。[12]最新研究表明，相对于基因突变，环境因素对表观遗传标记复制的精准度的影响更大一些。[13]换言之，如果一位男士体内构建基因标记的原材料不足，那么他的那批精子在产生时标记会表现异常。不幸的是，未经纠正的错误会随着男性年龄增长而逐渐累积。年龄较大、标记异常率较高的男性生育的孩子更容易患孤独症、双相障碍和精神分裂症。[14]

影响基因组的记忆的不只是男性的年龄，还有他们对自身健康的关注程度。我坚信年龄较大的男性完全可以凭借这种方法提高孕育健康宝宝的概率：通过良好的饮食给作为“精子工厂”的睾丸提供足够的养分，这是保证“精子生产线”产出优质精子的有效策略。

2014年，与纽约的阿尔伯特·爱因斯坦医学院合作的遗传学家找到了支持这一观点的证据：某些营养物质水平过低可能会导致DNA复制错误增多。叶酸、维生素B12 和很多氨基酸是“甲基化”这种表观遗传标记的必要原料，缺少任意一种都会造成甲基化不足，有些关键的标记有可能被省略。他们的研究表明，几乎在所有的基因外围区域都出现了甲基化缺失的现象，这些区域的DNA紧紧地缠绕在一起，甲基化很难实现。[15]如果真是这样，优化饮食就有助于减少DNA复制错误，抵御由此引发的疾病。

良好的营养状况有助于逆转部分表观遗传错误

我刚刚举例向你们证明，良好的饮食有助于避免引发永久基因突变的表观遗传错误。但饮食能否修正这些错误呢？换言之，良好的营养供应能否让你的基因恢复到先前的适应性更强的状态，从而避免复制错误以基因突变的形式成为永久的遗传记录？

以下两项研究探索了通过调节胎儿的营养状况控制胎儿未来体重的策略。第一项研究开展于2010年，探究了母体营养不良和肥胖对后代的影响，并得出结论：“胚胎期营养不良或许是肥胖症的主要原因。”[16]他们认为，肥胖母亲生的孩子通过表观遗传编程生成了过量脂肪。这表明，由于自身营养失调，数以百万计的母亲在毫不知情的状况下决定了她们的孩子终身肥胖的命运，而且这种倾向会由她们的孩子遗传给下一代。

就营养失衡的母亲而言，是不是她的所有后代都会体重超标？有个好消息。正如营养失调可能导致不良性状那样，良好的营养状况能使表观遗传适应系统重新制定适合理想营养状况的早期策略。

一些经典的表观遗传学研究表明，如果基因获得良好营养的支持，至少在某些环境条件下，被遗忘的策略就有可能被激活。这也是我坚信大家都有潜力成为或至少生出“基因博彩赢家”的原因，因为健忘的基因组有可能接受再培训。

第二项研究表明胚胎期营养最优化可能具有相反的效果，它可以使表观基因组放弃增加体重的策略，而选择以优化身体成分为目标的策略。在美国北卡罗来纳州达勒姆的杜克大学，兰迪·哲特尔博士研究了给刺鼠强化营养带来的影响。这种鼠有黄色的毛皮和肥胖倾向，易患糖尿病。实验开始后，选择常规喂养的雌性刺鼠，在其食物中增加维生素B12、叶酸、胆碱、甜菜碱的比例，然后让其与雄性刺鼠交配。与它之前生的那些黄色毛皮、体重超标、健康状况不佳的幼鼠不同，新生的这窝幼崽中有了发育正常的棕色幼鼠。[17]对此，我们可以做出如下解释：在刺鼠的种群进化史上，调节性DNA本质上是因曾受重创而造成的脑损伤。因此，刺鼠无法像其他老鼠那样繁衍健康、正常的后代。在这项研究中，研究人员通过充足的营养供应唤醒了刺鼠的沉睡基因，重新编程使基因发挥更佳功能，并使基因组得以修复。

这对我们具有非比寻常的启发意义，因为研究人员发现我们所有的基因中都留有异常的调节性“疤痕”。它们记录了我们祖先的经历，包括他们的饮食乃至他们活着时的气候状况。例如，“二战”结束之前，异常寒冷的冬季加上德国实施的食物禁运政策，导致约3万人死于饥饿。幸存者也遭受了一系列的发育障碍和成年疾病，包括婴儿体重过轻、糖尿病、肥胖、冠心病和乳腺癌等。一个荷兰的研究小组认为，这些幸存者的孙辈出生时体重过轻与此密切相关。[18]

这一发现意义重大，因为它表明孕期妇女的饮食至少会对接下来的两代人产生影响。相较而言，刺鼠的基因长期受损，所以需要大剂量的维生素唤醒它们的沉睡基因；而孕期妇女只需摄入常规营养或略高于常规水平的营养就能达到目的，因为她们基因受损的时间较短，仅为一两代人。

某些表观遗传反应不仅会被遗传，还会被放大。美国洛杉矶凯克医学院的医生针对母亲吸烟是否会增加孩子患哮喘的风险进行了研究，发现吸烟母亲生的孩子患哮喘的概率是不吸烟母亲生的孩子的1.5倍。如果孩子的外祖母吸烟，孩子患哮喘的概率就会是其他孩子的1.8倍，即使孩子的母亲根本不吸烟！如果母亲和外祖母都吸烟，这种概率会升至2.6倍。[19]DNA为什么会产生这样的反应？想弄清楚其中的逻辑，可以这样思考：女性在孕期吸烟的行为，相当于告诉腹中的胎儿，空气中充满毒素，呼吸有时是件危险的事。发育中的胎儿的肺部则立即采取行动，让自己有能力快速应对任何吸入肺部的刺激性物质。哮喘者的肺组织容易反应过度，哪怕吸入再小的悬浮颗粒，也都会引发咳嗽和吐痰。尽管这样，我还是相信这种受损的基因组能被修复，从而恢复正常功能。

为什么我对良好的表观遗传修饰的恢复力如此信任呢？因为与过去的看法不同，我们现在已经知道大多数疾病都不是永久的基因突变造成的，而是源于基因表达有误。[20]正如我们看到的那样，源自环境的化学物质给这些长链DNA分子打上标记，改变它们的行为。依据刺鼠生殖研究的负责人兰迪的说法，这样的体系似乎真实存在，它提供的“迅捷机制可使生物体在不改变硬件的情况下对环境做出反应”。[21]这样一来，任何生理方面的调整或修正都可以依据它的可见的成功或失败予以撤销。我们把它叫作基因拟突变之前的“试销”。这对一个分子来说似乎是很难完成的复杂任务，但你不要忘了我们谈论的分子自地球生命诞生之日起就存在了。了解了DNA的工作机制，我们就能轻松理解为什么营养缺失和接触毒素有可能导致慢性疾病，以及为什么这些疾病会对去除毒素和改善营养状况做出如此积极的反应。

多夫·S. 戈林鲍姆博士在美国耶鲁大学的基因组改良科学中心工作，他和我一样对基因系统的智慧设计表示叹服。他描述了非编码DNA指导进化的方式：转座（可移动位置）的非编码DNA的移动使基因被激活，从而使生物体能适应周遭环境。[22]他对这个功能的描述与兰迪类似。他还补充说，这个转座系统“允许生物体在不改变硬件的情况下适应周围环境”。[23]把这个类比延伸一下，我们可以把基因修饰想象成软件设计师使用的协议之类的东西：先测试漏洞，然后进行与其他软件的兼容性运行，再集成到操作系统中；如果实际运行证明该软件不可或缺，最终就将其植入硬件。这也许正是人体基因针对合成维生素C所做的一切。由于食物中富含维生素C，数代人都不需要自体合成，这导致负责合成维生素C的基因进入了休眠状态。最终，表观基因的“试销”证明我们不合成维生素C也能存活下来，基因内部的突变使这项功能永久失活。“试销”到底如何发挥作用？某些标记会增加复制的错误率，因此暂时的表观遗传变化可能引发碱基对突变，从而永久地改变基因。[24]基因就像生产不同产品的小型蛋白质加工机器。如果工人（表观遗传标记）关闭其中一台机器，细胞内的一切在随后的数代人身上依旧能够顺畅地运行，那么那台机器有可能会被用于生产别的东西或永久关闭。我们对表观遗传学了解得越多，就越能体会到这一点：诸如患病和进化这样的遗传变化似乎受制于其他生物过程的反馈，比如细胞发育、呼吸、繁殖等。因此，遗传变化不是随机性行为。

调节细胞行为的因素是什么？饮食起着决定性的作用，毕竟食物是我们与环境互动的基本方式。但真正重要的是，那些植入基因、控制基因运行、驱动进化过程的标记，源自矿物质、维生素和脂肪酸等普通养分，而且受到这些养分的影响。换言之，我们的饮食和基因接收到的指令之间没有任何过渡，这使饮食带来的基因变化最终成为永久且可遗传的特征。如果食物可以改变一代人的遗传信息，鉴于饮食和DNA之间强大又直接的关系，改善营养状况就应该在人类进化的大戏中扮演主角。

引导进化？

2007年，一个专门研究孤独症的遗传学家团队大胆宣称，孤独症并非典型意义上的遗传性疾病。传统理念认为孤独症患者从父母一方或双方身上遗传了孤独症基因，但借助新型的基因测序技术，研究人员发现很多孤独症孩子身上存在全新的、未曾在家族遗传史上表达出来的基因突变。

一篇发表在知名期刊《美国国家科学院院刊》上的文章称：“大多数孤独症患者都是新生突变的产物，首先表现在亲本生殖系。”[25]这一现象的原因将在第9章讲解。

2012年，一个研究小组证实了随机性并不是这种新型、自发性基因突变的唯一驱动力。他们发表在《细胞》期刊上的研究结论声称，在人类基因组特定的“热点区域”，一种出人意料的突变模式出现了100多次。热点区域的DNA链紧紧缠绕在组蛋白上，组蛋白的作用如同缝纫包里的线轴，按照线的颜色、类型对其加以区分。[26]

这些突变的作用似乎是专门开启或关闭特定的性格特征。乔纳森·塞巴特在2012年以第一作者的身份发表了一篇文章，他认为，热点区域的变异通过开启或关闭某些特定行为的发育来影响人类的性格特征。例如，如果位于7号染色体热点区域的某个基因被复制，儿童就会患上孤独症。这是一种发育迟缓性病症，患者对社会交往几乎没有兴趣。但如果删除这条染色体，孩子们又会患上威廉姆斯综合征，这也是一种发育迟缓性病症，患者极其外向，几乎和任何人都能喋喋不休地说上半天。不同的基因表达控制着某些特征的开启或关闭，这种现象最近被视为DNA内置结构的必然结果，被称为“主动适应进化”。[27]

在证实了与孤独症相关的新基因突变发生过程中受到某种潜在逻辑驱动的现象之后，我们完全有证据证明，表观遗传因素激活了热点，特别是一种叫作甲基化的表观遗传标记。[28]在B族维生素不足的情况下，基因的特定区域会丧失这些甲基化标记，致使DNA片段暴露在产生新突变的环境中。换言之，父母的营养缺失引发基因组做出响应，期望后代能够应对新的营养环境。当然，这种方法不一定管用，但这似乎就是基因的目的。你也可以把它看作基因尝试调整性格特征的方式，希望借此产生不同的创造性思维，以及新的适应能力。

DNA语言存在的证据

我们不知道大自然如何记清什么样的编码信息与什么样的情况匹配，也不知道诸多环境因素（矿物质、维生素、毒素等）是如何被转化成全新的表观遗传策略的，但一些有趣的研究证实，DNA的确会“记笔记”。

1994年，几位数学家观察发现，非编码DNA包含对自然语言的记录模式，因为它遵循齐普夫定律（一种存在于所有语言中的词频分布定律）。[29][30][31][32]一些遗传学家不认同这种看法，另一些则认为这种附加的复杂性最终有助于揭开DNA的神秘面纱。但所有人都认同一点：非编码DNA中存在大量可用于储存信息的空间。非编码DNA就是一个巨大的“信息仓库”，起到某种化学软件的作用，能够识别它面临的饮食条件，并在自我复制时进行信息更新。一些分子生物学家认为，DNA对环境变化做出灵活应对的能力要求我们认真对待非编码DNA携带的信息，“它们对进化过程来说至关重要，表明存在逐渐调节基因表达的独立机制”。这说明进化不是只包括人们已经接受的选择机制和随机突变。有一个领域专门研究以上三种机制如何驱动进化，叫作“适应性进化”。

通过观察维生素A缺乏症的结果，我们可以发现隐藏在DNA行为之下的逻辑。20世纪30年代末，在美国得克萨斯州大学城的农业试验站，弗雷德·黑尔教授发现，如果母猪在受孕前缺乏维生素A，那么它们产下的小猪全都没有眼球。[33]给母猪补充维生素A后，它们产下的下一窝小猪又都有了正常的眼球。这说明眼球停止生长并非因为永久性的基因突变，而是因为暂时性的表观遗传修饰。维生素A源自类视黄醇，类视黄醇来自植物，植物的生长又要依赖阳光。面对维生素A缺乏的状况，DNA做出的反应是关闭一切与眼睛生长相关的基因。DNA似乎把维生素A缺乏解释成缺光或无光的环境，认为在这种情况下眼睛根本没有用。那些没有眼球的小猪长着眼皮，很像全盲的洞螈。它们可能经历了和其他全盲的穴居动物同样的基因表观遗传修饰：由于生活在无光、无植物的洞穴环境中，维生素A水平很低，表观遗传修饰抑制了眼睛的生长发育。

综上所述，与人们的普遍认知相比，所有的表观遗传证据都把DNA刻画为更具活力与智慧的适应性机制。事实上，DNA似乎能够收集信息（通过食物的语言传递与外界环境变化相关的信息），在此基础上指导基因修正，并记录收集的信息和基因修正对后代的好处。非编码DNA简直就是基因宝库，它可以充当能够无限扩容的图书馆，设施完备，而且它的“管理员”很有见地，能够对过去那些成功或不成功的基因适应策略进行研究。越复杂、细胞越大的生物体，就会有越大的“图书馆”来容纳更多的非编码DNA。这些有机体的基因组往往有比较复杂的进化历史，我们人类就是这样。[34]

这位聪明的“图书管理员”坚决反对把自然选择和随机突变作为基因变化或新物种出现的唯一机制。在生存竞争残酷的世界中，相较那些完全凭运气、在黑暗中跌跌撞撞的遗传密码，这些能够聆听外界信息并以此指导决策的遗传密码拥有更大的优势。这样的理解也许会让我们从全新的角度去思考“人类是如何形成的”这个问题，并转换“智能设计论”的想法。DNA对营养环境改变的智慧反应能力使它能够充分利用这个变化的“聚宝盆”，对丰富的营养环境进行探索，就像室内装潢设计师会在装修过程中使用高质量的丝绸织物一样让人惊诧不已。我们的基因能够通过实验的方式帮助我们度过饥荒、顶住压力，并充分利用营养过剩进行进一步的实验——不是盲目的，不靠随机突变，而是凭借记忆完成，目的明确，由内嵌于基因结构中的过往经验指导。

这一点为什么对你如此重要？

植根于DNA的化学智慧和远古祖先的智慧拥有共同的终极目标：生存。我们祖先体内的基因组不断摸索能匹配生理需求的营养供应方案，这些基因的携带者们共享制作生产工具的秘诀和食物来源的消息。在这种共同目的的驱动下，非洲大陆一角的一小群灵长类动物成长为世界的主宰者。

事实证明，在祖母们和助产士们的监督之下，妈妈们吃的特殊食物和做的特殊准备确实有效，可以生出比过去学习能力更强、身体更壮的孩子。当然，孩子们也会长大成人、为人父母，在理解世界运行规律、保障自身生存方面形成他们的观点和结论。人类（及其祖先）的独特之处在于：使用复杂的工具让人类在食物领域的消耗比例比竞争对手更大，这进一步推动了冷酷自私的人类基因繁衍、修正和升级。人类花费了几千年的时间努力经营自己的基因组，漂洋过海、穿山越岭，最终走到了现代。

希望保留这些成果（美丽、健康的躯体）的人，肯定想获悉那些能让我们第一时间获得这些特性的食物和相关准备技巧。通过食用本书随后介绍的种种食物，你将可以直接与基因对话。你吃下的食物会指示你的基因组，让你的身体更强壮、更有活力、更健康，也更美丽。基因组也会照做。

DNA的聪明程度和反应能力如何？你可以这样想象一下：学习某门课程时，你的头脑永远不会“太满”，你可以轻易地为记忆和需要的知识开辟新空间。在你的一生中，随着你学习更多的科目、更多的语言，阅读更多的书籍，你的大脑会适时做出调整以容纳一切。你能了解多少东西？你未来能比现在多解决多少问题？现在假设你可以把所有的学识都传给子孙后代，他们可以带着你累积的智慧开创新生活。他们获取的也许不是全部细节，但至少是核心部分，是那些代代相传的、关乎生死存亡及繁衍后代的细节。你又继承了你父母的知识、祖父母的知识……自从你的家族诞生起，这些知识已经传递了数千代。是的，这就像DNA一样。

在你体内的每个细胞中，这些不可思议的分子都在进行着上述活动，控制着微观世界的正常运行。每个体细胞都像一个携带编码的容器，这些编码起初只是一团正在发育的遗传物质，被包裹在液体保护膜里，经过不断进化，最终使自己完全不同于最初在原始海洋世界中的样子。

解锁基因潜能

无论你相不相信“基因智慧”的说法，我都希望我在这一章至少说清楚了一个问题：我们的基因不是一成不变的。它们很敏感，我们如何对待它们，它们就会做出相应的反应。一幅名画世代相传，保存环境的好与坏都会在上面留下痕迹，家族DNA亦如此。如果对待DNA的方式不当，基因财富就会丧失价值，好比把莫奈的油画扔到潮湿、发霉的地下室一样，这种损失将是毁灭性的。哈莉·贝瑞和她的助理之间的差距不仅在于外表，还有不为人知的营养缺乏经历及遗失或扭曲的遗传信息。这也是为什么那些高挑、修长、美丽的人能够仪态万千地现身于镁光灯频闪的红地毯或万众瞩目的汉普顿球场，而你我只能艳羡旁观。

我在第1章给大家讲了“基因博彩”不是随机行为，在这一章我们了解了基因如何根据摄入食物中的化学信息做出聪明的决策。在接下来的几个章节中我们将看到，如果我们选择正确的饮食，让染色体持续浸泡在足够激发它们全部潜能的化学“汤汁”中，智人基因就能制造出鲜活的“维纳斯雕塑”。所以，无论哪个种族的美人都有相同的基本骨骼结构，好莱坞美女云集也是出于这个原因。

[1] We have between 10 and 100 trillion cells in our body, and each cell has two to three meters of DNA, totaling between 20 and 300 trillion meters. It’s only 3,844,000,000 meters to the moon.

[2] Pluripotency of mesenchymal stem cells derived from adult marrow, Jiang Y, Nature, July 2002, 4;418(6893):41-9, epub Jun 20, 2002.

[3] Epigenetics, the science of change, Environ Health Perspect, March 2006, 114(3): A160–A167.

[4] Environmental Health Perspectives, vol. 114, no. 3, March 2006.

[5] Toxic optic neuropathy, Indian J Ophthalmol, Mar-Apr 2011, 59(2): 137–141.

[6] 1英尺≈30.5厘米。——编者注

[7] Epigenetic diferences arise during the lifetime of monozygotic twins, Fraga MF, PNAS, July 26, 2005, vol. 102, no. 30, pp. 10604–9.

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[29] Zipf ’s law states that, if one were to create a histogram containing the total amount of words in a language and their occurrence, the arrangement in rank order would be linear on a double logarithmic scale with a slope of -z. This is the case for all natural languages.

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