神的禁令？人类20号染色体上的PRNP基因，在阻止人类做什么？

人体有23对染色体，其中藏着人体的遗传物质，是基因的载体。在这种情况下，染色体一旦出了什么异常的问题，就会影响到身体的功能。

人类的“生命密码”——染色体

一直以来科学家都在试图解开所有染色体藏有的秘密，而在这个过程中20号染色体引起了他们的注意。

原来，在人类20号染色体上，有一条“神的禁令”。那么，这个禁令到底是什么？它在阻止人类做什么呢？

染色体上还有多少我们不知道的秘密？

人类的20号染色体

首先咱们先来了解一下20号染色体的基本情况，作为一对常染色体，20号三色体含有63、025、520个碱基对，基因数量为938个，抑制蛋白编码的基因537个，异常蛋白编码基因为7个。

可以看出20号染色体还是相当重要的，并且根据科学家的研究，它的异常与许多的基因相关。

看起来平平无奇的20号染色体

比如血液系统疾病中的骨髓增生异常综合征、白血病、糖尿病、结直肠癌、阿尔茨海默症等等，这些疾病往往涉及多个系统，它们或多或少都与20号染色体的一些异常表现有关。

以血液系统来说，20号染色体异常是恶性血液系统疾病常见的结构，常见的染色体缺失部位是del(20) (q11.2，q13.1)和del(20)(q11.2，q13.3)。

资料显示，Reid等对9名慢性粒细胞白血病急变期患者骨髓样本进行G带分析发现，9个患者费城染色体阳性细胞中有不同大小的20号染色体长臂片段缺失。

染色体变异情况示意图

此外，科学家还通过研究发现，20号染色体有两个基因会增加男性秃顶的风险。当然，如果这两个基因是正常的就没事，问题是从研究结果来看，它们变异的几率是非常高的。

除了以上这些比较常见的发现和研究以外，最让科学家关注的是20号染色体上的“神的禁令”，这条“禁令”正是PRNP基因。

存在于20号染色体上的PRNP基因

PRNP基因与朊病毒

在正式介绍这个基因之前，我们先要知道朊病毒到底是什么。

朊病毒也称传染性海绵状脑病，属于致死性神经退行疾病。一般来说，人类感染朊病毒的概率非常低，发病率也很低，为每年每百万人中1到3例左右。

不过，这种病毒的潜伏期很长，致死率可以达到100%，所以虽然发病率非常低，依旧十分受重视。

感染后无药可救的朊病毒

那么，朊病毒到底是什么？怎样才会感染朊病毒呢？

其实在上世纪时美国的神经学家普鲁西纳在研究羊瘙痒病的时候就已经发现了朊病毒，并且在这之后因朊病毒的发现获得了诺贝尔奖。

人类体内的染色体还被认为是“生命密码”从本质上来说是一种天然无序蛋白，它可以通过一种特殊手段折叠成稳定形态。当两个构型相同的不稳定中间体结合之后，就会形成朊病毒。

朊病毒结构示意图

而这种自模板化的概率是非常低的，除非我们从外界摄入相似的物质。简言之，就是通过“同类相食”。

食人族对于大家来说似乎就是存在于都市传说当中的角色，但其实人类历史上确实有过大规模的“同类相食”的事件。

资料显示，朊病毒感染主要引起中枢神经细胞的死亡,感染必要条件是中枢神经细胞表达朊蛋白,这是一个和朊病毒具有相同氨基酸序列但不同二级构象的蛋白质。

感染了朊病毒的大脑

或许是为了不让人类通过这种方式将自己推向灭绝之路，PRNP基因出现了，它的作用就是对抗朊病毒，帮助人们度过灾难。

不过PRNP基因也不是万能的，如果说同类相食的情况过于严重，那么它也无法拯救。

细胞膜上的PRNP

因此大家可以将PRNP基因当做是神留给人类的最后一张底牌，但是由于它的抵御能力并不是百分百，所以它也像是神的禁令或者警告。

目的就是告诉后来的人类，我们的祖先曾在过去经历了这样一场灾难，警示我们不要想着对同类下手，否则“朊病毒爆发”的灾难将会重演。

大肠杆菌中的朊病毒

值得一提的是，朊病毒并不是神专门为人类设置的“雷区”，其他的动物也受它的困扰，比如牛、羊、鹿、水貂等等都曾出现过感染朊病毒的情况。

其中牛的朊病毒感染事件应该是大家最熟悉的一个了，因为疯牛病正是由它引起的。

死于疯牛病的成年奶牛

在上世纪八十年代英国发生第一例疯牛病的时候，人们陷入了恐慌当中，并且通过后续的情况来看，这场在牛群当中的传染病愈演愈烈，最终感染的牛甚至超过了200万头。

可是，本来食草的牛怎么会突然跑去吃同类的肉呢？

可怕的疯牛病疫情

这是因为农场当时给牛吃了一些含有牛朊病毒的肉骨粉，在无意之中使得朊病毒感染具备了条件。所以，疯牛病的出现，其实是有人类的原因在其中的。

研究发现，牛朊蛋白基因多态性对于疯牛病病毒感染存在一定的影响,这些多态性基因包括E211K, PRNP上游启动子区的23个碱基对的突变和位于第一个内含子中12个碱基对的突变。

患了疯牛病而无法站立的牛

那么，看着不起眼，实则特别恐怖的朊病毒，在未来会发展成什么模样呢？它会在自然环境中慢慢被消灭吗？

朊病毒的未来发展趋势

上世纪末期人们虽然被疯牛病震惊了，但是依旧靠着相关强硬的手段成功终结了这场灾难。并且在禁止食用肉骨粉的情况下，全球范围内动物性的朊病毒感染明显有所缓和。

可是，如果说想让它彻底在自然环境下被消灭是不可能的，因为朊病毒在自然条件下的感染途径早已存在了，它甚至可以结合土壤颗粒，将病毒传播的更远。

朊病毒的传播过程示意图

说到这儿，不少“末日丧尸文化”的爱好者应该都会倒吸一口凉气，毕竟朊病毒的感染症状和所谓的丧尸确实很像，再加上这种超强的传染力，这就意味着这种病毒想要扩散并不难。

当然，按理来说，不同物种之间的传播屏障可以防止其跨物种传播，但是凡事总有意外。因此在这些意外当中，会诞生全新的毒株，而这些毒株进化到最后就能在各个物种之间传递，成为真正的“死神镰刀”。

小鼠神经元内的朊病毒(红色部分)

这也是为什么朊病毒感染的几率低，科学家却显得很警惕。因为正如上文所说，其他动物的朊病毒感染最终也可能突破种间屏障，传染给人类。这就意味着，即使大家在文明社会当中可以做到“不吃人”，但是朊病毒依旧会有爆发的几率。

值得一提的是，当大家都将目光聚焦在朊病毒带来的巨大灾难上时，有科学家发现其实这家伙出现得非常早，早在生命进化的早期，朊病毒就已经存在了。那时的它，不仅没有引起“动乱”，还发挥了重要的作用。

生物进化历程示意图

“双面朊病毒”

原来，科学家通过研究发现，朊病毒蛋白可以赋予生物快速适应环境的能力。

要知道，在那个艰难的年代，谁的适应力强，谁才能顺利存活下来，而在我们眼中使大脑变成“海绵”的朊病毒竟然有着帮助生命接受自然选择的能力。

为了验证这一问题，科学家专门做了酵母实验，发现当外部环境变化之后，酵母当中的朊病毒蛋白就会变为新的形态，而这种变化就是为了帮助酵母利用新的食物，适应新环境。而且，这种适应能力竟然是可以遗传的。

朊病毒蛋白示意图

因此，科学家在研究当中并不会只将朊病毒放在我们的对立面，而是希望发现它的某些功能。在这种情况下，一些在生物体内有着积极作用的朊病毒接连被找到，它们甚至是生物形成长期记忆的关键所在。