我們得知道英妓，基因最核心的工作是什么挽放？一句話，產(chǎn)生蛋白質(zhì)蔓纠。

我們可以把這個工作形象地叫做開關(guān)辑畦。被打開的意思，就是基因正在工作腿倚，產(chǎn)生蛋白質(zhì)纯出；基因停止工作了，就是關(guān)閉了敷燎。

基因產(chǎn)生蛋白質(zhì)有兩個步驟:)

首先暂筝，細胞核里的基因會被一群蛋白質(zhì)按照ATGC的順序信息，合成出信使RNA硬贯。

之后焕襟，信使RNA會被運送出細胞核，在細胞質(zhì)里生產(chǎn)出蛋白質(zhì)饭豹，組成細胞的各種成分鸵赖，運送到需要的地方去行使生理功能务漩。

2.基因的分工

在這個過程里，基因具體是怎么工作的呢卫漫？

特斯拉的超級工廠里菲饼，有生產(chǎn)機器人和質(zhì)檢機器人。這些分工明確的機器人高效配合列赎，才能分分鐘生產(chǎn)出那么多特斯拉汽車宏悦。

基因生產(chǎn)蛋白質(zhì)的過程，八成也有分工吧包吝？沒錯饼煞。

所有生物的基因都可以分為三類，工人基因诗越、管理者基因和信號兵基因砖瞧。

工人基因，顧名思義嚷狞，是細胞工廠里的主力軍块促，它們生產(chǎn)的蛋白質(zhì)構(gòu)成了我們的身體。

比如說肌肉里的肌原纖維蛋白床未、皮膚里的膠原蛋白竭翠、分解食物和產(chǎn)生能量的蛋白酶等等。

管理者基因生產(chǎn)的蛋白質(zhì)有個特點薇搁，永遠待在細胞核里斋扰，對身體的三維結(jié)構(gòu)和生理功能不做實質(zhì)性的貢獻。

那它們在干什么啃洋？原來传货，它們就像公司管理層的經(jīng)理和高管一樣，不干臟活累活宏娄，只干管理工作问裕。它們只負責管理工人基因的表達。

信號兵基因呢绝编？

它們生產(chǎn)的信號兵蛋白質(zhì)僻澎，負責把重要的信號傳達給管理者，告訴它們什么時間十饥，在什么地方，打開什么基因祖乳。

管理者什么時候開始工作逗堵，什么時候按兵不動，必須由信號兵發(fā)送嚴格的信號眷昆。

所以三種基因是這樣配合工作的：

信號兵傳送基因開關(guān)的信號蜒秤，

收到信號的管理者把工人基因打開汁咏，合成蛋白質(zhì)，

然后工人蛋白質(zhì)去身體里干活作媚。

我拿皮膚細胞的生長給你舉個例子攘滩。

讓皮膚細胞開始生長的，是一種蛋白質(zhì)纸泡，學名叫表皮生長因子漂问。

皮膚細胞的表面有一種感受器，就是一種工人蛋白女揭，它能專門識別表皮生長因子蚤假。

一旦表皮生長因子出現(xiàn)，這種感受器就能馬上把表皮生長因子抓住吧兔，然后向細胞內(nèi)發(fā)出信號磷仰，告訴細胞：“要生長，要繁殖境蔼！”

細胞里誰來接收指令呢灶平？信號兵蛋白。

信號兵蛋白揣上信號箍土，從細胞質(zhì)里跑進了細胞核逢享，然后把指令遞給管理者：“趕緊開始生產(chǎn)細胞生長分裂需要的工人蛋白！”

于是涮帘，管理者照章辦事拼苍，開動了細胞工廠的生產(chǎn)機器。

從生長信號被感受器發(fā)現(xiàn)调缨，到第一個工人蛋白被管理者生產(chǎn)出來疮鲫，整個過程只要短短幾分鐘。

這樣的基因表達過程弦叶，在我們身體的每個細胞里俊犯，時時刻刻都在發(fā)生著。

我們身體里大概有50萬億個細胞伤哺，每個細胞平均每時每刻燕侠，有2千至3千個基因在同時表達。

這個工作強度和效率立莉，不比特斯拉超級工廠遜色吧绢彤。

這個過程好像蠻有意思的。不過蜓耻，我們?yōu)槭裁葱枰肋@些茫舶？不知道這些，基因每天也照常上班干活吧蔡省饶氏？

我換一個細胞分裂的場景讥耗，你就知道為什么知道這個過程對人類來說生死攸關(guān)了。

眾病之王癌癥疹启，就是細胞生長的失控古程。

有一種肺癌的發(fā)生是這樣的。

本來應該由表皮生長因子來激活感受器和信號兵喊崖，細胞生長的基因才能被打開挣磨。

但是，在這種肺癌組織里贷祈，表皮生長因子感受器的基因發(fā)生了突變趋急，就算沒有表皮生長因子，也會瘋狂地給信號兵發(fā)送生長信號势誊。這樣一來呜达，細胞就癌變了。

怎么辦粟耻？如果我們能找藥物來把這些發(fā)瘋的表皮生長因子感受器給精準地干掉查近，是不是就能阻斷癌癥了呢？

這就是正在癌癥病人身上使用的分子靶向藥的原理挤忙。

目前霜威，全世界的癌癥病人正在用著二十多種靶向藥，每年有數(shù)百億美元的銷售額册烈。

分子靶向藥是一些小分子化合物戈泼，它們專門針對那些發(fā)生了突變的感受器和信號兵，對正常的蛋白質(zhì)傷害非常小赏僧，實現(xiàn)了對癌變細胞的精準殺滅大猛，是我們與癌癥搏斗的重要武器。

3.層級管理

如果有信號從細胞外傳進來淀零，基因表達的過程就是這樣挽绩。

不過，這里面好像還有一個雞生蛋驾中，蛋生雞的問題唉堪。

打開工人基因的是管理者基因編碼的蛋白質(zhì)。那誰來打開管理者基因呢肩民？

原來唠亚，基因的管理方法，跟公司的組織架構(gòu)非常類似持痰。

管理者基因里也分部門經(jīng)理趾撵、區(qū)域經(jīng)理和總經(jīng)理等等，是上級管理下級共啃。

不同級別的管理者層層下達工作指令占调，上一級的管理者基因負責打開下一級的管理者基因，最后一個工作指令會直接打開工人基因移剪。

你也許還會追問究珊，層層管理總有個頭啊，最上級的管理者基因是誰纵苛？細胞這家工廠有沒有CEO呢剿涮？

還真有。

二十世紀八十年代末攻人，科學家從肌肉細胞里找到了一個基因取试，取名叫做MyoD。

經(jīng)過了十幾年的科學研究怀吻，科學家發(fā)現(xiàn)瞬浓，MyoD基因就是一個CEO級別的管理者基因，因為它能單槍匹馬地改變細胞命運蓬坡。

本來皮膚細胞里的管理者和工人基因干得好好的猿棉，只要把MyoD基因加進去，它就能立刻啟動一大批本來處在關(guān)閉狀態(tài)的肌肉細胞的管理者基因屑咳，打開肌肉細胞的工人基因萨赁，最后硬是在皮膚細胞里生產(chǎn)出了各種肌纖維蛋白，把皮膚細胞變成了肌肉細胞兆龙。

如果你接著問杖爽，這個MyoD基因又是被誰打開的呢？

回答這個問題之前紫皇，我需要介紹兩個重要概念慰安，終端分化細胞與干細胞。

皮膚細胞或者肌肉細胞坝橡，在生物學上被稱作終端分化細胞泻帮。

意思是，它們的命運已經(jīng)走到了南墻跟前计寇，不能再改了锣杂。它們要么在崗位上工作一輩子，要么光榮退休番宁，也就是衰老以后被分解元莫，回收再利用。

它們走上工作崗位之前蝶押，還沒有決定成為皮膚細胞還是肌肉細胞的時候踱蠢，其實是另外一種細胞，生物學上叫做干細胞。

干細胞的意思是茎截，一切皆有可能苇侵。

受精卵就是最厲害的干細胞，它能變成全身上下無數(shù)種不同命運的終端分化細胞企锌。所以榆浓，身體生長的過程，就需要從干細胞撕攒，產(chǎn)生很多很多不同命運的細胞陡鹃。

回到我們的問題，終端分化細胞的CEO基因是被誰打開的呢抖坪？

答案是萍鲸，干細胞里的管理者基因。

MyoD基因是干細胞準備往肌肉細胞分化的過程中擦俐，被上一級管理者基因打開的脊阴。

你可能還想問，干細胞里這個管理者基因的上級又是誰呢捌肴？

回到最初的最初蹬叭，這就是從0到1的問題，就是卵細胞帶來的彩禮打開了第一個基因啟動了這一切状知。

可見卒废，從0到1景馁，真的很重要酥馍。

既然MyoD基因能讓皮膚細胞變成肌肉細胞烤镐，那有沒有基因能把終端分化細胞的命運轉(zhuǎn)回干細胞呢？這想法聽上去有點逆天西设，但在2006年瓣铣，竟然成功變成了現(xiàn)實。

一位叫山中伸彌的日本科學家贷揽，使用四個基因棠笑，成功地將小老鼠的皮膚細胞逆轉(zhuǎn)為干細胞。

這個研究讓他在短短的7年后就拿到了諾貝爾醫(yī)學與生理學獎禽绪。

人類誘導多能干細胞產(chǎn)生流程

這么轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去可不是純粹為了好玩蓖救，而是有重要意義的。

你可能知道一種病印屁，叫帕金森病循捺。它的產(chǎn)生，是因為大腦中的負責分泌多巴胺的神經(jīng)元死亡了雄人，機體逐漸產(chǎn)生了運動功能障礙从橘。

病人最需要的，是在大腦中補充死亡的多巴胺神經(jīng)元。但是恰力，如果補充其他人的細胞叉谜，很可能出現(xiàn)免疫排斥反應，所以最好是自己的細胞來補充牺勾。

但是正罢，哪兒能把病人的多巴胺神經(jīng)元變出來呢？

有了逆轉(zhuǎn)干細胞的方法驻民，就能變這個魔術(shù)了。

我們可以先把患者自己的皮膚細胞取出來履怯，逆轉(zhuǎn)成干細胞回还，然后再把干細胞分化成多巴胺神經(jīng)元，注射回患者大腦叹洲。

這樣依賴柠硕，不就能治療帕金森病了嗎？

在2018年11月运提，日本京都大學的研究者開始了這個臨床試驗蝗柔，運用干細胞方法來治療帕金森。

干細胞治療的未來民泵，讓我們拭目以待癣丧。

所以，基因工作原理很重要栈妆，不管是抗癌的分子靶向藥胁编，還是干細胞療法的研發(fā)，都需要我們搞清楚基因是怎么工作的鳞尔。