《基因组：人类自传》读后感11000字
基因组（37）
生命是一个太玄奥的话题。作为发现DNA后幸运的一代，我们已经可以窥探到生物肉体皮囊之下那只进行自我复制和建立秩序的神秘之手。但是，即使基因大幕的一角被揭开，我们有了看见未来的能力，却还没有修炼好基因编辑的神力，很多命运还无力改变。不能改变命运却能预知未来，不见得是一种幸运。可是拥有改变命运编码的能力，一定是驱灾避祸的上帝之手吗？这23对染色体中记录了人类6~8万个基因组成的基因组，人类自己开启这本6~8万字的自传，希望不是在铸造潘多拉的宝盒。
戊戌新年之际，难得的闲暇假期，出于好奇看完了小书，惊讶于人类的行为个性也与基因脱不开干系。可我究竟是出于啥又想详细记录下有趣的科普知识点。。。我这到底是啥奇怪的基因啊。。。不想看完就忘白费功夫的基因么。。。[捂脸]
NO. 1 生命：核糖体合成
1号染色体长臂接近着丝粒的地方，有长度为120个字母的序列周而复始出现了100多次。每2个这样的序列之间，穿插了一些随机的字符。这120个字母的序列可以形成小段的5S RNA，5S RNA与一些蛋白质和其他RNA小心的缠绕结合在一起，就形成了蛋白质生物合成的装配机——核糖体，是生命中心法则中的重要一环。
NO. 2 物种：猿类染色体的融合飞跃
黑猩猩、大猩猩和红毛猩猩都有24对染色体，人类却只有23对。并非人类丢掉1对，而是2对融合在了一起。2号染色体就是由2对中等大小的猿类染色体融合而成。也许就是在2条猿类染色体融合时产生了本体的飞跃，而人类灵魂的基因就注入在靠近2号染色体中间的地方。除2号染色体外，人类与黑猩猩的染色体之间的差别微乎其微。人类有98%的基因序列与黑猩猩相同。
NO. 3 历史：最早激发人类对基因功能猜想的致病基因
1902年英国医学专家加洛德提出了一个大胆的猜测解释黑尿病的病因，已经触摸到了基因的神秘脉络，但他的思想太超前了，直到他去世多年，才开始有人理解他的想法：一个基因就是一种化学物质的配方。加洛德认为，黑尿病患者的尿液和耳垢之所以变成黑色，是由于尿黑酸的大量积累引起的。尿黑酸是人体化学反应的正常产物，但黑尿病患者体内的某种基因无法正常制造负责分解尿黑酸的催化酶，形成了先天性代谢缺陷。而直到1953年，沃森-克里克才破译了DNA的双螺旋结构。1995年，两个西班牙人终于找到了黑尿病的问题基因。它就在3号染色体的长臂上。患病者与正常人的基因只有第690个或第901个位置的一个字母不同。
NO. 4 命运：无法治愈的遗传病-亨廷顿氏舞蹈症
4号染色体上有一个著名基因，该基因完全缺失造成了沃夫-贺许宏氏症，该基因个别碱基缺失或突变造成了亨廷顿氏舞蹈症。基因极为残酷的决定了人的一生，至少现在还无法更改。如果生活在有亨廷顿氏舞蹈综合症病史的家庭，你还要去做基因检测吗？
NO. 5 环境：导致哮喘的多种基因及环境的复杂性
一个人最终呈现出来的样子可能受到多个相关基因以及非遗传因素的影响。以哮喘为例，这种疾病的病因还不是完全清楚，但它绝不是一种基因病。发生哮喘时，人体内的免疫球蛋白E遇到环境中某种敏感分子被激活，从而引起肥大细胞释放组胺，组胺会导致呼吸道收缩，从而引发哮喘。哮喘的遗传机理可能是由15个基因共同决定的，只是不同基因的重要性不同，也可能是这15个基因和其他基因共同决定的。其中5号染色体上就有这其中的8个基因。
NO. 6 智力：随着慢慢的长大，我们却会越来越表现出自己先天的智力
一个人少时智商中约有45%由遗传而来，不到20%源于家庭环境，其余源于子宫、学校和其他外界影响。青春期之后遗传对智商的影响将增加到75%。1997年底，科学家在智力超群的12~14岁孩子的6号染色体长臂上找到了一段DNA序列与常人不同，该序列位于IGF2R基因的中间位置。IGF2R基因十分庞大，总共包含7,473个字母，其中有意义的信息分布在一段包含98,000个字母的基因片段上，期间被一些无意义的内含子打断了48次。这个基因编码的蛋白质的功能是将磷酸化的溶酶体酶从高尔基体和细胞表面运送到溶酶体中，似乎与胰岛素样蛋白和糖分分解有关。另一项研究确实发现，高智商的人对大脑中葡萄糖的利用效率更高。但人的智力包含分析能力、创造能力、实践能力等多个方面，即使这个基因被证明确实能够影响人的智力，也只不过是众多影响智力的基因中的一个。
NO. 7 本能：语言可能也是一种本能
基因不只塑造了人体结构，也决定了某些人体行为，比如人类语言。语言是人类最具文化性的一种行为，同时也是最具本能的一种行为。研究者发现，纷繁的多种人类语言之间其实存在内在的一致性，有一种普遍语法。1997年，牛津大学的几位科学家在7号染色体长臂上发现了一个遗传标记，总是与特定型语言障碍同时出现。它有力证明了特定型语言障碍确实是一种遗传疾病。
XY 冲突：性别对抗的永恒冲突
男与女的基因冲突，是遗传学中永恒不断的故事。有些性状对两性的影响存在彻底差异，对雄性有利的基因往往对雌性的生长不利，反之亦然。这就是性别对抗基因。爬行动物孵蛋时所处的温度不同，它们后代的性别就不同。人类通过遗传方式以性染色体XY来决定性别，就可以令不同性别的胎儿从更早的受孕时刻起就开始针对性的分裂发育。当两个性染色体由于某个基因突变不再进行遗传物质的交叉互换时，性别对抗基因就可以分道扬镳，各自行使不同的功能。X染色体上的DAX基因与Y染色体上的SRY基因就是一对恩怨不绝的对抗基因。若X染色体上具有2份DAX基因，这样的XY男性会长的和女性一模一样。XX配对的染色体转录方式非常古怪。体细胞中其他配对染色体通常等量表达，但X染色体在表达时，其中一条X染色体会随机将自己捆绑起来，形成惰性的巴氏小体沉默。但由于男性没有备用X染色体，所以色盲、血友病和其他由X染色体基因控制的遗传病在男性中发病率更高。雌性蝴蝶和雌性鸟类与人类不同，性染色体的配对方式为XY，异性反之。
性别对抗基因间若爆发战争就非常危险。X染色体有2/3的时间在女性身上度过，在男性身上花费的时间仅为1/3，因此X染色体的功能更倾向于女性。由于X染色体占所有性染色体数量的3/4，Y占1/4，X染色体进化出攻击Y染色体的的能力的可能是Y染色体进化出攻击X染色体能力的3倍。Y染色体为了应对此局面，成为小且几乎完全惰性的染色体。它沉默了大部分的基因，大量非编码DNA占据了它的全身，从而不给X染色体任何可以瞄准的目标。然而，Y染色体上有一段从X染色体上溜过来的区域，即拟常染色体区域。SRY基因就在这个区域上。这个基因最终决定了胚胎男性性别的分化。生物体中很少有单基因具有如此大的功能，该基因虽然只是一个控制性别的开关，但很多事情都随着该开关的开启而发生。比如阴部开始向阴茎和睾丸的形状发展，身体的形状和结构开始和女性不同，大脑中的各种激素开始起作用。人类祖先出现到现在的20万年中，SRY基因从未改变过，但它在人类、黑猩猩以及大猩猩之间却相差甚远。在这3个物种之间，SRY基因的差异要比一般基因高10倍左右，可以说SRY基因是进化最快的基因之一。
此外，X染色体长臂上的Xq28基因可能对男同性恋倾向有影响。男同性恋中75%拥有该基因，而正常男性中仅为25%。由于很少有男同性恋者会繁殖下一代，但这样的同性恋基因却没有灭绝，很可能是因为这一基因对女性发育有好处，因此在X染色体中保留了下来。
NO. 8 自身利益：自在DNA的遗传寄生
人类基因组中97%都是无用DNA。这些除能复制自身外，不具有其他功能的DNA片段叫做自在DNA。自在DNA体现着基因的自私性，它们附着在基因上以自己的目标繁衍下去，增加了整体基因组复制时需要的资源，还在位置跳跃中威胁着基因的完整性。8号染色体上暂无发现特别值得注意的基因，因此被作者用来讨论自在DNA。
合成反转录酶的基因是最常见的基因之一。反转录酶的功能是获取一个基因的RNA副本，再把这个基因缝回基因组。最早是反转录酶病毒将这些反转录酶基因放入人体基因组，这样病毒的传播不必再通过唾液或性行为，只需进入人类基因组进行遗传寄生。自在DNA中的反转录转座子最常见的是LINE-1序列，长度1,000~6,000个字母，在靠近中间的位置是反转录酶编码，因此它能够生成自己的反转录酶进行自我转录，并插入基因的任何位置。LINE-1也会被其他序列寄生，这些序列丢弃自己的反转录酶，使用LINE-1的，比如长度180~280个字母的Alu序列。LINE-1占到了整个基因组的14.6%，Alu序列约占10%。典型的Alu序列与一个“真正”的基因序列很像，很可能是在一次突变中形成的能够自我复制的基因残骸副本。LINE-1和Alu序列跳到凝血因子基因中，就会导致血友病。
跳跃基因破坏其他基因后，其他基因也开始为了共同的利益而合力抑制这个跳跃因子，最终基因组使这个跳跃因子沉寂，但未能将其清出体外。一种抑制自在DNA的方式是胞嘧啶（C）甲基化。为其添加一个由碳原子和氢原子组成的甲基，可以避免其被转录。基因组中的大部分区域在大部分时间里都处于甲基化受阻的状态，更准确的说，是大部分基因启动子的甲基化受阻。
还有一种更短的“高变小卫星序列”，整个基因组中有1,000多个不同的位置出现这种序列，每个出现小卫星序列的地方，它的序列重复次数在个体间有着巨大的差别，形成独特的基因指纹。生物学家通过基因指纹分析发现，一夫一妻制的鸟类里，雌鸟常常与邻居家的雄鸟发生交配。。。所以雄鸟在结婚后还在歌唱，是作为隔壁老王在寻找一夜情。。。
NO. 9 疾病：突变获得抗病基因的代价
疾病促使基因发生突变，产生抗病能力，但同时也付出了高昂代价。基因组不是一成不变的，它在人体内的形式也是随着疾病的变化而变化。我们这一代人破解的基因组密码，只不过是一份不断更新的文件中的一张照片而已。
9号染色体长臂的顶端，一个包含1,062个字母的基因决定了人体的ABO血型。这个基因用于形成半乳糖转移酶。血型A和B是同一个基因的共显性形式，O是这个基因的隐性形式。在O型血的人体内，血型基因的第258个字母不见了，结果就制造出了一个性质完全不同的蛋白质，无法催化正常的化学反应。但这实际上对人体没有任何影响，也没有发现O型血的人在哪个方面有明显的缺陷。ABO血型在漫长的自然选择中得以共存，可以从对不同疾病抵抗力的角度加以解释。对霍乱的抵抗力排序中，AB最强，其次是A，再次是B，最差是O。但是O型血的人对疟疾、梅毒的抵抗力更高，也更不容易得某些类型的癌症。此外，镰刀型细胞贫血症虽然是一种疾病，但是2条染色体上只有1条带有这种突变的人对疟疾有很强的抵抗力。对肺结核有抵抗力的突变基因也更容易使人患上骨质疏松症。同样类似的，瘟疫、麻疹、天花、斑疹伤寒、流感、梅毒、伤寒、水痘等大规模的传染病给人类先人带来了巨大的灾害，也在人类基因里留下了印记。
NO. 10 压力：制造皮质醇的神秘基因
胆固醇是人体内不可或缺的一个基本组成部分。黄体酮、醛固酮、皮质醇、睾酮和雌二醇这5种关键的类固醇激素都是由胆固醇生产的。10号染色体上有个名为CYP17的基因，它制造一种酶，可以将胆固醇转换为皮质醇、睾酮和雌二醇。如果这个基因无法正常工作，人类就无法分泌特定的性激素，青春期时就无法正常发育，而且即使在基因上是男性，外部特征也会像女性。且不谈激素，由CYP17基因制造的皮质醇则是压力的代名词。长期压力会导致皮质醇缓慢而持续的增加。抗压能力因人而异，这些在相关基因上一定有着细微的差别。皮质醇发挥作用时会激活肾上腺皮质里的一系列基因，这些被激活的基因又产生了形成皮质醇所需的酶，CYP17就是其中之一。这个系统极其复杂，所有这些基因之间又相互联系、互相调控。
皮质醇的分泌也会带来成本。皮质醇会降低体内淋巴细胞的活性、数量和寿命，抑制免疫系统的工作。同时，随着对胆固醇的消耗增加，血液里与高密度脂蛋白（HDL）结合在一起的胆固醇也越来越少，这种现象是冠状动脉堵塞的一个典型前兆。因此人压力大时更容易患上感冒或染上其他疾病，增加了罹患冠状动脉和心脏疾病的风险。以前关于心脏病的常识可能没有什么价值了。胆固醇高是一个导致心脏病的危险因素，但只限于那些因为遗传原因，即使只摄入少量脂肪也会有高胆固醇的人。一个人心脏是否健康可能更与诱发压力的环境因素有关。睾酮和皮质醇一样，都对免疫系统具有抑制作用。这就解释了为什么在很多物种中，雄性比雌性容易染病。但是，人类还没有完美的理论来解释类固醇与免疫系统之间为什么会有这种似乎无法避免的抑制关系，等着未来去解答吧。
NO. 11 个性：神秘的大脑化学物质-多巴胺、去甲肾上腺素和血清素
基因与环境相互影响着人的个性。面对相同的环境，人们做出的反应不同，是因为个性很大程度上受到大脑里不同的化学物质影响，而且社会环境给人的刺激也会通过神经递质传递。大脑使用50种以上的化学信号，从而同时进行多种不同的对话。
先说多巴胺。多巴胺是一种神经递质，在得到一个电子信号之后就会从其他神经细胞的顶端释放出来。当多巴胺受体与多巴胺接触的时候，前者就会命令它所在的神经细胞发出一个电子信号。多巴胺通路的功能众多，包括控制血液在大脑里的流动。大脑里如果缺少多巴胺，就会使人表现出犹豫不决、待人冷漠的个性，丧失做事的主动性，最极端的情况就是患上帕金森症。如果多巴胺过多，就会变得非常活跃，很快厌倦正在做的事情，频繁尝试新鲜事物，喜欢探索和冒险，甚至会导致精神分裂症。有些毒品就是通过刺激多巴胺系统使人产生幻觉。11号染色体短臂上的D4DR基因，可以形成多巴胺受体蛋白。这个基因中有一段富有变化的重复序列，是一个包含48个字母的小卫星序列，在不同人的体内重复次数为2~11次不等，大多数人重复4或7次。重复次数越多，多巴胺受体接收多巴胺的能力就越弱，重复次数越少则越敏感。拥有长D4DR基因（重复6次及以上）的人比拥有短基因的人更乐意去追求新奇的实物。似乎长D4DR基因的人拥有更多的性伴侣。。。但是，科学家也表示，追求新奇的个性有40%来自遗传，而人体内约有10个基因与这一个性有关，D4DR基因只能解释追求新奇个性的4%。
去甲肾上腺素是一种与多巴胺非常类似的物质。高新陈代谢率是由杏仁核中活跃的去甲肾上腺素系统造成的，它也同时带来了性格内敛、容易害羞、外表苍白。在面对挑战时，拥有高瘦身材和蓝眼睛的人就更容易比其他人变得焦虑。
血清素是另一种近亲一元胺。血清素比多巴胺和去甲肾上腺素复杂的多，很难弄清其化学属性。如果一个人大脑中的血清素水平过高，则往往有强迫症倾向，有洁癖，对事情异常小心，甚至有些神经质，严重的会有强迫性神经官能症。如果过低则极易冲动。因情绪失控而实施暴力犯罪或自杀的人，往往缺乏血清素。增加血清素含量可以减轻人的焦虑感和抑郁感，甚至能把普通人变成乐观的人。冬天黑夜提前降临，大脑会提前释放由血清素产生的、引起睡意的褪黑激素，这就会降低血清素的水平。恢复血清素水平最快的方法是向大脑输送更多的合成原料色氨酸，即吃富含碳水化合物的零食，促使胰腺分泌更多的胰岛素，以使身体吸收类似色氨酸的化学物质。因此抑郁症患者冬日更为严重，夜晚喜欢吃零食。低胆固醇与暴力之间的联系也与血清素有关。有些药物和饮食方式旨在降低胆固醇含量，它们同时也可以降低血清素的水平。使用降低胆固醇的药物和食疗的人中，死于心脏病的比例下降了，但死于暴力的比例却上升了。
NO. 12 自装配：同源异形基因簇编写的受精卵发育计划书
受精卵发育成胚胎的过程中，开始是一团未分化的细胞，随后逐渐分化出两个不对称的轴——头尾轴和前后轴。对于果蝇和蟾蜍，母体细胞决定胚胎的发育轴，对于老鼠和人类，这个不对称出现的时间更晚一些，但还不知道具体的机制，似乎受精卵进入子宫的时刻很关键。细胞首先需要感知自己位于发育轴的哪个位置，之后触发自发性的机制按照计划来完成不同部位的发育。细胞内的基因分层次的将胚胎分为越来越小的部分，从而对每一个细节进行掌控。控制这个过程的基因叫做同源异形基因。生物体内会拥有数簇同源异形基因簇，每簇含有数个同源异形框的基因。这些同源异形框基因的排列顺序和受影响器官的顺序一致。第一个基因决定头部，最后一个决定尾部，而且还都沿着染色体有序分布。同时这些同源异形基因具有一些共同特征——同源异形盒。这是隐藏在基因内部的180个字母序列，就像插头一样，激活或沉默另一个基因，对其他基因进行调控。
人类和老鼠、果蝇有着相同的同源基因簇，而C簇就存在于12号染色体中部。我们的祖先可能在5.3亿年前就创造了这样的胚胎模式，其他以这个生物为祖先的后代都是这样，人们还在其他亲缘关系很远的生物里发现了这样的基因簇，比如海胆。人类和老鼠拥有4簇同源异形基因簇，而果蝇只有1个，因此人类和老鼠能够更加精确的控制身体的生长和发育。人体内每个同源基因簇里的同源异形框基因多达13个，而果蝇只有8个。因为脊椎动物的肛门后有尾巴，而昆虫不是。老鼠和人类多出的同源基因是用来负责下背和尾巴的发育。
NO. 13 史前：基因地理的布局谋篇
很多种族与民族拥有某些特殊基因，一定有其存在的原因。基因地理可以帮助人们了解人类族谱的故事。例如13号染色体上臭名昭著的BRCA2基因。这是排名第2的乳腺癌基因，携带这种基因的人群患乳腺癌的概率比其他人要大很多。这个基因最早是在研究冰岛乳腺癌高发家庭时被发现的。这2个家族发生了相同的基因突变：BRCA2基因的第999个字母之后的5个字母被删除了。这个基因还会发生其他突变，比如第6174个字母被删除。这种突变在阿什肯纳兹犹太人后裔中常见。尽管犹太人这个基因的突变不像冰岛那样严重，但其频率之高，不得不将原因指向犹太人历史上的近亲结婚。类似的例子还有人类消化酒精（4号染色体）和奶（1号染色体）的基因。
NO. 14 永生：长生不老的端粒酶
14号染色体上有一个基因，名为TEP1。TEP1制造一种蛋白质，是端粒酶的组成部分。缺少端粒酶会导致衰老，增加端粒酶则会使一些细胞长生不老。
DNA进行复制时，聚合酶不能从DNA链的端点开始复制，而是必须跳过DNA文本的前几个字母才能开始工作，因此染色体的两端是一些重复出现的没有意义的内容，这段无意义的末端结构被称为端粒。染色体每被复制一次，端粒就会丢掉一小部分。端粒酶的作用就是修复受损的染色体末端，重新将端粒拉长。它携带RNA，以此为模板来修复端粒，酷似反转录酶。人体内端粒缩短的速度大约为每年31个字母，有些组织里的速度会更快。人体端粒的长度一般最多能够经受75~90年的磨损和消耗。缺少端粒酶是细胞衰老与死亡的主要原因，但可能只是身体衰老与死亡的部分原因。比如动脉壁上细胞承担的压力更大，进行细胞分裂修复的磨损就更大，其上的端粒就比静脉壁上细胞的更短。这就解释了为什么有人死于动脉硬化，而不是静脉硬化。但头发花白、皮肤弹性减弱等很多其他衰老问题就与细胞无法进行自我复制无关。端粒缩短意味着基因突变患癌症的风险增加，但是持久激活端粒酶却是癌细胞不断增殖所必须的。这也是生命的矛盾。
NO. 15 性别：基因印记
有一对症状相反的遗传病——帕-魏二氏综合症和安吉尔曼综合症，患者的15号染色体都缺失了相同的一段。两者的区别在于，帕-魏二氏综合症患者缺失的部分来自父亲的染色体，安吉尔曼综合症患者缺失的部分则来自母亲。这暗示某些基因中可能还含有来自父亲或母亲的印记。印记基因在人类基因组中只占少数，可能不超过5%，但对胎儿的生长发育具有至关重要的作用。
来自父亲的基因鼓励胚胎生长，负责形成胎盘，而来自母亲的基因则防止胚胎发育过度危害母体，主要负责胚胎的发育，尤其是头部和大脑的发育。牛津的基因学家黑格推测，卵生动物的基因没有来自父母的基因印记，基因印记是胎盘哺乳动物和那些种子依赖母体才能存活的植物所特有的。印记基因主要以拮抗基因的形式存在。基因印记在基因遗传给子女时，会重置父母方来源的基因印记。标记的一种方式就是一个基因的甲基化。具有基因印记的生物体内，雌性体细胞基因组内有些重要的基因由于甲基化而不再表达，而雄性体细胞内又有另一些不被表达的印记基因。印记基因不会脱甲基化，且体外操作培养会对印记基因的表达产生干扰，这是科学家试图克隆哺乳动物的一大阻碍。
对老鼠的基因研究发现，老鼠的前脑（大脑中大部分的组成部分，包括纹状体、大脑皮层和海马体等）主要由来自母体的印记基因形成，而肌肉和下丘脑、杏仁核、视前区等主要由来自父体的印记基因形成。大脑皮层的主要作用是处理感官信息，产生相应的行为反应。来自父源基因发育的下丘脑等都是大脑边缘系统的组成部分，负责控制感情。如果我们人类像老鼠一样，我们就能带着母亲的思想，怀着父亲的心情活着啦~
NO. 16 记忆：影响环磷腺苷分子和整联蛋白的学习基因
学习需要依靠记忆。当大脑形成了某种新习惯或改变某种行为的时候，究竟发生了什么呢？研究显示，来自视觉、嗅觉、听觉及其他感觉器官的信息先在大脑内侧颞叶的嗅周皮质区经过处理，形成记忆。之后，处理好的信息被送到海马体，然后又送到间脑，暂时储存起来，形成短时记忆。如果某条信息被认为是值得永久储存的，就会被送回新皮质存储，从而形成长期记忆。记忆从内侧颞叶传送到新皮质的过程应该是在夜间睡觉的时候进行的。这些记忆形成的过程中，神经细胞里又发生了什么呢？首先，中枢神经系统由很多神经细胞构成，电信号在每一个细胞里游走，神经细胞之间以突触相连。电信号到达突触时被转换为化学信号，然后再以电信号的形式继续传输。环磷腺苷分子对大脑突触的强化与弱化起到关键的作用。这一过程中，CREB蛋白（环磷腺苷反应元件结合蛋白）形状被改变而被激活，其后被激活的基因就开始表达，从而最终改变突触的形状和功能。嗅周皮质区域处理信息形成记忆的过程也许就是在CREB的帮助下完成的。动物如果缺少被激活的CREB蛋白，仍然可以学习，但是大约一个小时之后就会将先前学到的东西全部忘掉。此外，突触性质的改变似乎还依赖于整联蛋白。1990年人们就已经知道有一种抑制整联蛋白的药物会影响记忆力，这种药物会干扰长时程增强效应（LTP）。人类的CREB基因位于2号染色体，但是它的正常工作离不开CREBBP（CREB结合蛋白），CREBBP基因就位于16号染色体上，而且16号染色体上还有另外一个学习基因——α-整联蛋白。
NO. 17 死亡：发起细胞程序性自杀死亡的最后防线
致癌基因对细胞生长和繁殖起着重要作用，抑癌基因需要控制致癌基因的表达，从而保持生命的完美平衡。17号染色体上的TP53基因在阻止癌细胞分裂中起了重要的作用，检测到失控细胞后会抑制其生长。TP53突变是癌细胞的典型特征。以结直肠癌为例，如果结直肠中的APC抑癌基因发生了突变，会导致息肉的产生；如果息肉上的RAS致癌基因发生第2个突变，则息肉会演变为腺瘤；如果腺瘤上18号染色体上的某个抑癌基因发生第3个突变，腺瘤会演变为更严重的肿瘤；如果第4个突变在TP53上发生，肿瘤将变成癌。这种多重打击模型也适用于其他癌症，TP53通常扮演着最后一根稻草的角色。
TP53具有1179个字母，编码P53蛋白。P53通过激活其他基因警告细胞，要么停止繁殖和复制，修复损伤的DNA，要么发起细胞程序性自杀死亡。P53蛋白在正常情况下半衰期很短，表达20分钟后就会被酶降解。但是一旦P53接收到某种信号，它的表达就会加快，并停止降解。研究者猜测，这个神秘的信号可能就是损坏的DNA，细胞缺氧也是激活P53的信号之一。由于繁殖过快，肿瘤内经常会因为供血不足而导致缺氧。为防止窒息，肿瘤会给身体发出信号，以为其提供更多的血管。癌细胞必须在形成早期就杀掉TP53基因，否则就无法继续繁殖。冷泉港实验室有一种猜测，三种化疗（5-氟尿嘧啶、依托泊苷和阿霉素）其实可能并不是直接杀死正在分裂的细胞，而是造成小的DNA损伤，给P53蛋白发送信号，触发细胞程序性死亡的最后一道防线。因此，如果体内的TP53基因发生了突变，当癌症复发时，化疗就将不再起作用。由于化疗非常痛苦，建议在化疗之前先进行TP53基因检测。
NO. 18 疗法：基因编辑的新疗法
18号染色体上的一个基因可以抑制结肠癌，但具体位置还未能最终确定。如果一个人生下来这个基因就无法正常工作，那么他罹患癌症的概率就会很高。在未来，基因工程能否精确的将不正常基因换掉呢？作者相信答案是肯定的。基因编辑需要剪刀和胶水。连接酶遇到散开的DNA片段时，能将其粘贴到一起。限制性核酸内切酶能够剪开特定序列排列的DNA序列。反转录酶病毒能够通过RNA制造出DNA的副本，人类已经可以通过反转录酶病毒将特定基因插入染色体中。基因疗法的未来空间广阔。
NO. 19 预防疾病：要对心脏病和阿兹海默症风险做基因检测吗？
载脂蛋白基因（APO基因）族主要分为A、B、C、E四类，其中APOE位于19号染色体上。人类食用肉类后同时摄入胆固醇和甘油三酸酯，这些物质经肝脏消化后进入血液循环，供其他器官组织使用。这两类物质都不溶于水，必须附着在脂蛋白上才能通过血液。开始时蛋白质同时携带胆固醇和脂肪，被称为VLDL（超低密度脂蛋白），卸下甘油三酸脂后变为LDL（低密度脂蛋白），最后卸下胆固醇后变为HDL（高密度脂蛋白），并返回肝脏，重新开始运输胆固醇和脂肪。APOE蛋白的作用是负责VLDL与需要甘油三酸脂的细胞上的受体接洽，APOB蛋白负责卸载胆固醇时的接洽。显而易见，APOE和APOB与心脏病有重大的关系。如果它们不能正常工作，胆固醇和脂肪就会滞留血液，渐渐积累在动脉壁上，造成动脉粥样硬化。APOE有三种常见类型，分别为E2、E3和E4。E3是清除血液中甘油三酸脂效率最高的，E2E4基因都会增加患病风险。APOE基因还在阿兹海默症中发挥了重要作用。21号染色体上的1个基因和14号染色体上的2个基因也被探明与这种老年痴呆症有关。携带E4基因的人，患阿兹海默症的概率更高，通常阿兹海默症患者也是高胆固醇。E4基因同时加剧了阿兹海默症和心脏病，但却没有被E2E3基因剔除掉，很可能E4基因还存在一些不为人所知的重要作用。
所以人类需要去做详细的基因检测吗？对于带有非E3基因的人，基因诊断意义重大，有针对性的远离高脂肪、高胆固醇食物就可以拯救无数人的生命。但对于阿兹海默症的患病风险呢？向保险公司和雇主提供基因检测数据，可能偏见和歧视将无可避免。作者认为，基因是每个人自己的，基因检测应是个人权利，而不是政府的。
NO. 20 政治：蛋白质朊病毒带来的恐慌
羊、貂、猴、鼠和人注射被感染的脑组织后，都会染上一种令人颤抖的奇怪的神经系统疾病。这与20号染色体上PRP基因产生的蛋白酶抗性蛋白有关。这是一个正常的蛋白，但它可以突然改变自己的形状，变成一个又硬又粘的蛋白质朊病毒。1、2个突变就会导致这种变形。此外，朊病毒可以改变正常的PRP蛋白，通过改变蛋白质的折叠方式，将其变成和自己一样的朊病毒，链式传播下去。但是，科学家发现，如果在一只老鼠出生前就将其体内20号染色体上的PRP基因移除，这只老鼠一切正常。老鼠的生长似乎不需要PRP蛋白，为什么人类会拥有这样一个潜在致病基因？仍然不得而知。一场极具煽动性的政治话题却因此展开。80年代末，一种叫做牛绵状脑病（BSE）的疯牛病开始出现在欧洲，经过各项限制措施，90年代末已基本被消灭，且朊病毒跨物种传播的概率极低，但1996年英国发现10人死于某种朊病毒，社会的担忧情绪被大举激发。政府出台了一些明知无用的禁令，几乎摧毁了整个牛养殖产业。
NO. 21 人种优化：唐氏筛查
21号染色体较小，一个人的体内即使拥有3条21号染色体，也依然可以存活。这就是唐氏综合症。唐氏患儿的母亲大多数是高龄产妇——母亲20岁时生育，每2300个婴儿中有1个唐氏患儿；40岁生育，则每100个婴儿里就有1个患儿。大多数国家为高龄产妇提供的唐氏产前诊断，避险生出有缺陷的孩子，其实是在做人种优化。美国意图保护个人自由和权利，却在1910~1935年间通过了30多条州法律和联邦法律，并据此给10多万人进行了绝育手术，理由是这些人“低能”。瑞典、加拿大、挪威、芬兰、爱沙尼亚、冰岛等多国也紧随其后。德国最为残忍，先是给40万人做了绝育，后来又杀死了其中很多人，二战期间的18个月内，为了给受伤的战士腾出床位，7万名德国精神病患者在昨晚绝育手术后被毒气杀死。英国、芬兰、苏联等国则没有出台相关法律。作者认为，人种优化论不是在科学基础上犯了错，而是将社会利益凌驾于个人权利之上，在伦理道德上犯了错。
NO. 22 自由意志：诞生于基因和环境的共同作用
本书即将完稿之际，剑桥附近的桑格中心刚刚完成了22号染色体的全部测序。作者在此借机再次总结了对基因和环境共同作用的看法：极端基因决定论和极端环境决定论都存在草率之处，特别是几乎所有证明父母影响塑造了我们性格的说法都有极大的缺陷。我们每个人，都是在基因和环境的共同作用下度过了我们生命中的每一天。