人人都有病毒「血統」 - Nick Lee

2010年9月7日 - 信報

如果有人問你：「你的基因（DNA）從何而來？」你一定不假思索反問：「不就是來自父母嗎？」

你的答案只說出了其中部分事實，在一般情況下，基因是縱向移動的，由上一代傳給下一代；但是，有時卻會橫向轉移，一些病毒基因會成了我們的一部分，也就是說，我們的基因有可能是來自病毒的。請不要大驚小怪，自然界就是這樣縱橫交錯，無序可言。

古裝劇有這樣的劇情：一對青梅竹馬的朋友，甚是要好，後來發現一人有外族血統，姑勿論結局如何，劇中人難免捲入國仇家恨的漩渦，承受着身不由己的無奈。

我現在宣布，我有病毒的「血統」，大家會不會殺之而後快？我死了，殺我的應該被奉為抗毒英雄，還是被控作殺人元兇？

我再宣布，所有人都有病毒的「血統」，人的基因有 8% 來自病毒。

這要從細胞和病毒的關係說起。每個細胞有一套基因，若果細胞是機械人，基因就是天書，指示着機械人每時每刻的一舉一動—要往何處、乘什麼巴士、今晚食乜餸、怎樣煮，總之天書是機械人唯一、亦是全部的指令。細胞，就是一個捧着天書過活的機械人。天書包含複製的指令，機械人複製自己時（即細胞分裂），當然亦會複製一本天書給予第二個自己。

橫向轉移

某天，機械人正在讀天書，隨風飄來一張字條，單純的機械人不虞有詐，以為天降大任，只懂跟隨字條行事。字條寫着什麼指令，天曉得，可以叫機械人去海洋公園，可以叫機械人狂吃炸雞，甚至叫機械人自殺，最常見是指令機械人不斷影印字條，到處散播。字條，就是病毒。病毒不懂自行複製，必須找個機械人代勞。被字條控制的機械人，就是一個受病毒感染的細胞。

某些字條，還會夾在天書中間，令機械人誤把字條當作天書一部分，這是更「高層次」的感染，改變機械人行為之餘，連天書亦受「污染」。上面說過，機械人複製自己時，會同時複製天書，一本受污染的天書翻版後，外來與原來的指令已經別無兩樣，融為一體了。從此，病毒基因成了細胞基因的一部分。若果受污染的是生殖細胞，這些有「病毒筆迹」的基因便會代代相傳下去。

經年累月，病毒基因愈積愈多，今天人的基因有 8% 源自病毒。

從前以為基因只會縱向遺傳，由上一代傳給下一代，沒想過竟可「橫向轉移」（horizontal gene transfer），在「血統」這幅圍牆鑿穿了一個洞。人看事物，喜歡井然有序，方便分析，方便排斥，然而真正的大自然和真實的歷史一樣，黑白、忠奸、敵我，難以分清，亦毋須分清。

橫向基因轉移在單細胞生物之間經常發生。單細胞分兩種：有細胞核和無細胞核；前者基因包在細胞核之內，後者結構相對簡單，基因纏在一團，沒有隔離。沿用機械人的比喻，前者把天書釘裝得整整齊齊，還有個書包方便攜帶，後者的天書則是鬆鬆散散的紙頁。有人估計，無細胞核的生物裡，至少 81% 的基因曾經參與橫向轉移，可見此機制於單細胞進化過程之重要。其實，過去已有不少實驗證明，細菌（無核單細胞）能夠從環境中吸收 DNA並合併至自身基因之中，它們亦愛群居，與其他單細胞經常有「親密接觸」，此外亦有不少像阿米巴蟲（有核單細胞）之類以吞噬其他細胞為生，各種細胞物質混合、甚至融合的可能性，不應令人詫異。

橫向基因轉移之頻密，說明全球的單細胞生物就像生活在一個基因大熔爐之內，不是獨立進化，而是一同進化，某生物發現一串有用的基因，除了遺傳給後裔，亦可能與其他同類或非同類分享，讓有用的「資訊」廣泛傳播。對機械人來說，抄襲別人的天書是平常事。

生命由單細胞進化至多細胞，原來獨立生活的機械人現在成了家庭的一員，家庭每位成員都有相同的天書，但每人讀不同的章節，各司其職。為確保家庭運作暢順，天書不得隨便刪改，否則人人我行我素，家不成家，因此漸漸發展一些保持天書潔淨的機制，亦有系統監察成員規行矩步，過分越軌會被殺，從此天書遭外界「入侵」的機會大降。

代代相傳

但不是沒可能，正如人的基因不斷遭病毒入侵一樣，這當然不是唯一例子。

一種叫 Wolbachia 的細菌（單細胞）寄生在一種叫 Callosobruchus chinensis的甲蟲（多細胞）身上，科學家發現後者擁有前者的基因，怎樣發生、，因何發生？不知道，只知橫向基因轉移曾經發生。事實上，有人已經在四種昆蟲和四種線蟲（nematode）的基因內發現 Wolbachia 細菌的基因，說明單細胞至多細胞的基因轉移也不罕見。隨着愈來愈多生物的基因圖譜面世，這類發現只會愈來愈多。

多細胞至多細胞又如何？要跨越兩個家庭對天書的管制，談何容易。

也不是沒可能。一種海蛞蝓（sea slug，蛞蝓即無殼蝸牛）以某類海藻為生，吃過之後不是消化掉便算，而會保留海藻的葉綠體（chloroplast）於消化道的細胞之內，讓其繼續進行光合作用，提供能量。這裏有一疑團，單靠葉綠體進行不了光合作用，還需要多種蛋白。被吞噬前，海藻製造所需蛋白給葉綠體使用，但海蛞蝓據葉綠體為己有之後，怎樣維持那些蛋白的供應呢？科學家發現，海蛞蝓和海藻某些基因幾乎一模一樣，而這些基因所製的蛋白正是光合作用所需要的，他們並收集海蛞蝓未孵化的幼蟲，發現亦擁有相同基因。看來，那些與葉綠體運作有關、原本屬於海藻的基因，不知什麼時候和海蛞蝓的基因接駁上，成了後者的一部分，代代相傳。

據我所知，多細胞至多細胞的橫向基因轉移，暫時只此一例。

學生抄功課，A 貨抄名牌，上海世博抄日本歌。我們無意中抄了些病毒基因，這又算什麼？