基本介紹
- 中文名：姓氏基因
- 國籍：中國
- Y染色體：男性特有
- 男性遺傳：Y染色體
遺傳奧秘,姓氏與基因,探幽訪古,對“姓”下藥,人類遺傳奧秘,科學實例,關於曹操,各方點評,
遺傳奧秘
人們或許認為“姓氏”與“基因”風馬牛不相及，然而科學家認定，兩者在遺傳學上有千絲萬縷的聯繫。
生物學研究顯示，控制生物遺傳的基本物質是DNA，而基因則是控制某一性狀的DNA片段。
帶Y染色體的精子與帶X染色體的卵子結合，孕育的是男性；而帶X染色體的精子與帶X染色體的卵子結合，孕育的便是女性。所以Y染色體只能由男性遺傳。
一些國家姓氏隨男性代代相傳，女性通常只保存一代。因而Y染色體的遺傳信息也就隨姓氏代代相傳。正是基於這一點，研究者將姓氏看作Y染色體的一個特殊遺傳點位，認為每個姓氏均相當於這個點位的一種等位基因，其傳遞方式是父系遺傳，故此從姓氏與染色體遺傳這種奇妙關係中推出一種理論，即“姓氏是探討同源Y染色體人群分布狀況的一種理想研究模型，是人類群體遺傳學研究中的一種有用標記”。
簡而言之，“姓氏基因”理論以姓氏特定的文化背景和特殊的傳遞規律為基礎，力圖解開人類遺傳的奧秘。
研究者提出，“姓氏基因”研究已顯露大量異常生動的生命遺傳信息，蘊含不凡的價值和前景！
姓氏與基因
當1985年美國史丹福大學人類群體遺傳學專家卡瓦利·斯福扎教授將他的“姓氏基因”理論帶到中國時，有著五千年姓氏記錄的中國人還未意識到姓氏會和基因有多大關係。那一年，斯福扎教授找到中國科學院遺傳研究所，這位國際著名的群體遺傳學權威提議與中國大陸科學家共同開展中國姓氏與遺傳信息的研究。“洋學者”不遠萬里來到中國，主要是看中這裡的科研資源。因為，歐洲的姓氏記錄只有兩三百年，日本普及姓氏也才一百多年，中國姓氏有五千多年歷史，中國人幾千年來有關姓氏的記錄可以解開人類遺傳的奧秘。從那時起，我國從事人類群體遺傳學研究的科學家正式加入到這項研究中。
中國人一般都習慣地繼承父親的姓，以父系方式把姓氏傳遞給下一代。女子在一生內僅僅保留其父親的姓氏，不傳給下一代。因此，絕大多數的姓屬於一種無性別之分、以父系方式傳繼的“基因”，相當於性染色體遺傳的特殊基因。可以這樣假設，不管是X染色體還是Y染色體，均攜有“姓氏基因”，均在每代顯示其姓氏的功能。惟有Y染色體具有連續傳遞姓氏特徵的性能，而X染色體僅僅在第一代顯示姓氏的性能。在多數的情況中，姓氏人口資料非常適合於大量數據統計性質的研究。可以通過各種姓氏在不同人群中分布，來探討人群的遺傳結構、不同群體間的親緣關係、以及人群遷移等。中國人姓氏和同姓人群的分布規律的研究，有可能成為探討中國人起源和父系遺傳物質進化的一條新的重要途徑和科學依據。研究者們收集了幾十年來上百萬份血型數據，經過計算機聚類統計分析後發現，不同人群的血樣中的血型、酶、蛋白質的區域分布和人們姓氏的區域分布高度一致。這證明了中國人的姓氏分布是穩定的!這一發現，無疑說明了“姓氏基因”存在的可能，而且證明研究姓氏的遺傳規律將有助於找到特殊姓氏人群的特殊遺傳基因。
探幽訪古
知道了姓氏與基因的關係後，科學家馬上意識到它可以作為人類學研究的重要工具。“查基因可知你姓什麼”就是這項技術在人類學中的套用。
中國人姓氏歷經數千年，很難說每家的姓氏都是千年一脈。而查基因則可以檢驗人群是否同宗。我國科學家在太原市郊區就作了這樣的研究，發現了很有意義的現象：某村的居民都姓張，附近一個廟裡還供奉著張氏宗族的牌位。村民自稱是幾千年前某個名門之後。但研究人員從史書記錄發現，正宗張姓應分布在河北地區。為了驗證太原張姓的來源，研究人員從村民中抽取了30份血樣，對Y染色體上的某一基因位點——“姓氏基因位點”作了測試，結果發現，該位點上的基因密碼分布不一致。按照“姓氏基因”理論可判定，這些同姓人群應該不是一個祖先的後代，有些人是歷史上中途改姓加入進來的。
從理論上說，每個人都可從基因密碼上找到自己真正的祖先。如果考古學家找到古代男性遺體骨骼，從它的DNA上提取出Y染色體不同位點基因密碼，那么只要找到同樣基因密碼的人就能認定是他的後人了。如果這位古人的墓志銘可證明他的真實姓氏身份，後人還可知其祖上原姓。但“姓氏基因”只能驗證近幾千年的遺傳關係。由於人類早期是母系社會，要考查母系氏族時期的血緣關係，最可靠的方法還是測線粒體DNA的圖譜。
對“姓”下藥
“姓氏基因”的發現，為探索與疾病有關的高發易感人群的分布提供了有價值的線索，為新藥特藥的研製提供了“鑰匙”。
早在1999年，中科院生理所的科學家就提出研究開發不同姓氏人群服用的基因型藥品的構想。中科院生理所“神經和精神遺傳疾病基因研究組”成立之後，對封閉地區的典型個案進行取證分析，並取得初步成果。隨著研究的不斷深入，前沿的生物遺傳診療學甚至有“對姓下藥”的觀點。近年來，利用基因研究成果開發新藥成為國際製藥業的新熱點，得到各國政府的極大關注和各大製藥廠的慷慨投資。
今年5月中旬，在上海召開的“環境基因組學和藥物遺傳學國際研討會”上對有關問題進行了研討。中科院副院長陳竺院士提出中科院將啟動藥物創新體系。據悉，這是一項利用基因對疾病進行診斷和治療的醫療革命，該體系將首先在上海市張江高科技園區進行試點。研究者指出，以往在新化學藥物的研究中，有90%以上的藥物因在臨床前的實驗中對大多數動物或部分人群效果不夠理想或有毒性而遭淘汰，最終未能進入臨床套用，而這些藥對另一些人群很可能非常有效但卻被忽略。在長期的醫療實踐中也發現，同樣的藥物只對部分病人有療效，對其他人不但不靈，還會產生不良的副作用。造成藥物療效差異的重要原因是藥物遺傳的多態性和隔離缺陷的存在。每個人遺傳背景的差異，使藥物進入人體後，代謝轉化作用不同。我國疾病基因組研究責任專家陳竺教授在會上說，在這個領域不但存在著個體差異，還存在種族差異，很多致病基因在不同人群中有不同的表達，表明種族間遺傳特點不完全一樣，因而一些洋藥不一定適合中國人。開發擁有獨立智慧財產權的新藥不但是進入WTO的需要，更是中國人遺傳多樣性的需要，這是我們科學家的責任。研究者認為，同樣的病在不同患者身上反映的症狀可能有極大差異，並且相同的藥物對他們所起的功效也不完全一致。患同樣疾病的人有不同的症狀和對相同藥物的反應不同，是因為各自遺傳特性不一樣。而作為一個相對封閉的遺傳體系，每個姓氏都有雷同的基因特性。如果研究他們獨特的姓氏基因，並“對姓下藥”，才可能藥到病除。正是從這個意義上，有研究者認為：將藥物貼上“百家姓”的標籤是科學的。如果在這一理論基礎上，再用“基因型”加以完善，每個人得到一份屬於自己的“基因型藥品”將變成現實。有關專家預測，將來什麼基因型的人可以用什麼藥，都將能夠反映在一張“個人醫療基因卡”上，卡上記錄有患者詳細的個人基因信息，屆時醫生根據臨床表現結合“基因圖”可做出正確診斷，選用有效的藥物；還可以預知疾病的發生，提醒病人如何預防疾病。當然，通過姓氏基因研發特效新藥不可能一蹴而就，了解幾十萬種基因中每一個基因的功能，查明其與疾病的關聯，確立新的診斷以及治療方法，至少還需要一個相當長的過程。但以藥物遺傳學、藥物基因組學合作開發新藥的時代已經到來!
人類遺傳奧秘
“姓氏基因”理論
■“姓氏基因”理論：以姓氏為鑰匙，打開人類遺傳奧秘之門
當1985年美國史丹福大學人類群體遺傳學家卡瓦利·斯福扎教授將他的“姓氏基因”理論初次帶入中國時，擁有五千年姓氏記錄的中國人還沒意識到姓氏與遺傳基因之間可能存在聯繫。這位國際最著名的群體遺傳學權威提議與中國大陸的科學家聯合開展中國姓氏與遺傳方面的研究，從北京大學生物系畢業分配到中科院遺傳所的袁義達得以加入到研究中，從此開始了長達16年的“姓氏基因”研究生涯，也從此在中國開創了人類群體遺傳學的一個分支——姓氏群體遺傳學的研究。
“姓氏基因”理論力圖以姓氏特定的文化背景、特殊的傳遞規律為基礎，解開人類遺傳的奧秘。姓氏通常被作為社會科學研究的範疇，但把姓氏作為生物學的標記進行群體遺傳學研究在國外已有相當長的歷史。從19世紀開始至今，西方姓氏遺傳學家已經從世界一些國家和地區的姓氏傳遞中找到了有關生命遺傳的信息，但還遠遠不夠，其中一個最重要的原因是，在許多國家，姓氏的傳遞歷史不夠長久且不夠連貫。
在歐洲大陸，普遍使用姓的歷史只有400年，有些地區直到20世紀，姓的使用尚未普遍，如土耳其到1935年才以法律形式規定使用姓。猶太人由於歷史上的處境，不能使用基督徒的名字，尤其是在德意奧地區，故也很晚才使用姓。而且在許多國家，姓的形成與血緣、宗族等關係不大。與我國一水相隔的日本，在公元5世紀晚期產生了姓，但僅僅是代表社會政治結構中地位和職務的世襲稱號，直到明治維新時期，1875年日本政府頒布了法令，實施戶籍登記，要求每一個日本人必須有姓，日本人才急匆匆地為自己找姓，多以居地名為姓，因此多為兩字姓，這不同於中國人的複姓，日本人一下子湧現出三萬多個姓，真正普及了姓，到今天，日本的姓已達12萬多個。但此種背景下形成的姓氏傳遞，很難尋找到與遺傳基因的關聯。
中國人的姓氏卻完全不同。有著五千年文明史的中國，是世界最早使用姓的國家，大約在五千年前的伏羲氏時代，姓就被定為世襲，由父系傳遞；受宗法制度的持續影響，幾千年歷史中，祭祀祖宗，不斷煙火，成了家族的頭等大事。尤其在漢族社會中，宗族觀念根深蒂固，有著同姓聚居和修譜聯宗的習俗，在全國形成了無數群大小不等的同姓人群。中國姓氏父傳子的方式垂直而穩定，再加上中國目前保存有大量血樣統計資料，有關姓氏的準確記錄可以追溯到三千年前。這一切，無疑使得中國人的姓氏成為“姓氏基因”研究的一大寶庫。
記錄近五千年男性遺傳Y染色體的進化史
■中國的姓氏：記錄近五千年男性遺傳Y染色體的進化史
中國人的姓氏與遺傳基因之間有著密切而奇妙的關係，姓氏會影響到基因的遺傳。
生物學研究證明，人體的23對染色體中的第23對決定性別的染色體叫性染色體，分X、Y兩種，男性精子中帶有X、Y兩種染色體，女性卵子中只帶有X染色體。帶Y染色體的精子與帶X染色體的卵子結合，受孕結果是男性；而帶X染色體的精子與帶X染色體的卵子結合，受孕結果則是女性。故Y種染色體是男性特有的，只能由男性遺傳。
研究發現，中國人的姓氏以父系方式傳遞，故姓氏形成了Y染色體上的一個特殊遺傳位點，每個姓氏相當於這個位點上的一種等位基因，其傳遞方式是父系遺傳。為證實這一點，研究者付出了長期艱苦的勞動。
袁義達和同事們將收集的幾十年來上百萬份血型數據，經計算機聚類系統分析後發現，不同人群血樣中的血型、酶、蛋白質的區域分布和人們姓氏的區域分布高度一致，這說明中國人的姓氏分布是穩定的，“姓氏基因”可能存在。
一個更令袁義達驚喜的發現是，中國人的姓氏分布在過去的一千年中竟沒有多大的變化！他查閱了從上千種文集和年譜中收集到宋朝和明朝的人物姓名，統計出人物的籍貫和居住地，並按今天的行政區劃一一作了歸併，將之與全國第3次人口普查抽樣資料進行比較，著重研究100個常見姓氏。他發現，宋朝、明朝和當代三個歷史時期的100個常見姓氏的分布曲線吻合一致，這說明一千年里中國人的姓氏傳遞是連續和穩定的，“姓氏基因”是存在的。這一切表明，姓氏是探討同源Y染色體人群分布狀況的一種理想研究模式，是人類群體遺傳學研究中的一種有用標記，具有持續的研究前景。
袁義達特別補充一點，除了姓氏的父系傳遞，中國人還存在改姓現象，包括入贅婚姻、隨母姓、避難改姓、少數民族改漢姓等，但比例很低，而且不管是什麼情況下改的姓，從第二代起仍以父系方式傳遞。這種改姓現象被稱為姓氏的突變，突變後的姓氏仍具有正常父系遺傳的功能。即使在當代，人口流動較多，但就整體而言，中國廣大農村同姓聚居的習俗變化不大，加上婚姻半徑較小的特點，同姓人仍可以認為是某種程度隔離的Y染色體群體。
研究顯露大量異常生動的生命遺傳信息
■“姓氏基因”研究顯露大量異常生動的生命遺傳信息
大量在今天看來異常生動的生命信息也從“姓氏基因”的研究中顯露出來。袁義達發現，宋、明、當代三個歷史時期的姓氏分布曲線雖然吻合一致，但也有細微變化，如明朝7大最常見姓氏占人口的比率比宋朝和當代都低1%以上，反映出宋朝到明朝時期中國人口曾經大幅度降低過。
又如，歷史人口數據表明，由於連年戰爭和屠殺，在元朝，北方和四川地區的人口急劇減少，而浙江、江西、湖南、湖北一帶的人口卻相對有所增加。姓氏分布記錄與此吻合，北方地區主要姓氏王、李、張、劉和楊占人口的總比率，在明朝比宋朝和當代的都低1個百分點，尤其趙姓的比率降低了4個百分點，趙姓為宋朝的皇室之姓，自然受到更大的衝擊。而浙江和江西地區的第一大姓陳姓的比率反而比明朝和當代增加了1個百分點，成為明朝的第四大姓。而到清朝，政局比較穩定，經濟發展，人口迅速增加，至清末民初，全國人口已達4億，南北人口比重趨於平衡，因此大姓人口迅速增加，以至恢復和超過了宋朝時期相應姓氏的比率。
“姓氏基因”研究還表明，同是漢族姓氏，卻可從血緣上分成兩大分支，以武夷山———南嶺為界，南北兩地漢族血緣差異頗大，甚至比南北兩地漢族與當地少數民族的差異還要大。這從遺傳學角度證明了漢族只是文化上而並非血緣上的完整群體，整個漢族是在與少數民族的逐漸交融中形成的。
袁義達通過研究掌握了中國人姓氏的分布密度和大致規律。他自編軟體，製作了100個大姓分布的彩色圖譜，每個姓氏在全國的分布區域、在當地人口中的比例一目了然。他發現的另一個重要現象是，宋、明、當代三個歷史時期人口分布呈現一個共同特徵，即僅占姓氏總量不足5%的100個常見姓氏集中了85%以上的人口，而占姓氏總量95%以上的非常見姓氏僅代表不足15%的人口，這表明，研究中國人起源和歷史離不開這100個常見姓氏的源流和史跡，它們決定著中國歷史上人口遷移和地域人群間親緣關係的程度，而非常見姓氏人群更表現出地域特色和相對隔離的現象。
研究蘊含不凡的價值和前景
■“姓氏基因”研究蘊含不凡的價值和前景
人們很關心的一個話題是，“姓氏基因”研究成果能給我們帶來什麼？
袁義達告訴記者，“姓氏基因”研究與人的生老病死密切相關，有望找出疾病分布與人群的關係，可使疾病診斷少走彎路。此前已有研究表明，一個人所患疾病與其遺傳基因有著或多或少的聯繫，不同的疾病可能存在不同的高發易感人群。人們觀察到，患同一種病的不同患者，即使服同一種藥，療效卻迥然不同。有專家據此提出藥物也有“百家姓”的觀點，“姓氏基因”研究可為這個領域的研究提供線索。
“姓氏基因”還與長壽問題研究有關。有調查表明，廣東、廣西等地長壽人口較多，同時該地區循環系統疾病、腫瘤發病率相對較低。如果從姓氏入手，找出這些地區的大姓如“葉”、“黃”等人群進行研究，有可能會找到長壽、免疫力與某一姓氏遺傳之間的關係。
“姓氏基因”研究還有益於劃分同姓人群，幫助百姓尋根問祖。中國民間流行以修家譜來明示家族關係，如果掌握了姓氏與基因的關係，查一查基因就可以辨別同姓人是否出自同一血脈。袁義達介紹，前不久他們在山西太原市郊進行了這方面的研究，發現了很有意義的現象。有一個村子的居民都姓張，附近廟裡也供奉著張氏家族的靈位，村民均自稱是數千年前某名門之後。但研究人員從史書中了解到，正宗的張姓應分布在河北地區。為檢驗太原這支張姓是否同出一族，他們從村民中抽取了30份血樣，對Y染色體上的某一基因位點作了測試，發現該位點上的基因密碼分布並不一致，證明這些同姓人群並非一個祖先的後代，有些人的祖先應是中途改姓加入。另一個例子，在河南開封至今仍有不少猶太人的後裔，因長期與漢族通婚，這些猶太人後代的外形與漢族人看不出差別，但他們的Y染色體仍有同猶太人相同的特徵。
袁義達強調，“姓氏基因”課題現有成果告訴我們，中國的姓氏分布是一個重要的國情，值得深入研究。“姓氏基因”研究前景相當廣闊，為人類群體研究打開了一條新通道，對文明起源等諸多領域的研究都可能產生幫助。
科學實例
關於曹操
日前，復旦大學現代人類學教育部重點實驗室，宣布向全國徵集曹姓男子的Y染色體，以期通過DNA鑑定鑑定曹操墓真偽。訊息稱，通過檢測“曹”姓男性的Y染色體類型，並進行歸類，藉助序列比對的方式，推測曹操應有的Y染色體特徵，用DNA技術來解答曹操墓真偽的問題。
曹操墓剛發掘時，就有不少人建議用DNA技術來確定曹操墓的真偽。根據遺傳規律，Y染色體只能父子相傳，研究Y染色體，可發現人群在父系關係上的遷徙和發展。目前，復旦大學現代人類學教育部重點實驗室在已有的基因檢測資料庫中，找到了48位曹姓男性的Y染色體。他們比較發現，中原地區的曹姓男子的來源很有可能有規律可循。可以推斷的是，同一類型Y染色體的曹姓男子，應該是同一個家族的後裔或者支系。該實驗室期望能徵集到大量的曹姓男子Y染色體類型，進行測序分類，再結合曹氏家族的分布和遷移情況，得到一個科學的結論。
各方點評
三國至今，已有將近2000年歷史，通過DNA真能鑑定出結果？鄭州大學第一附屬醫院基因研究所孔祥東博士認為，如果確實可以提取到完整有效的DNA，這個方法還不錯。孔祥東說，男性基因為XY，Y基因代代相傳。在遺傳過程中，Y基因非常恆定，突變的可能性小。人與人之間，Y基因的差別又非常大，通過DNA檢測，可以將結果檢測出來。
當然，基因也會因外部環境而發生突變，像文化、地理環境都對基因改變有一定的影響，但這種變異，要跨過很多代人才能顯現出來。三國距今約有2000年，在人類漫長的進化史中，Y基因發生改變的可能性微乎其微。
但需要強調的是，提取的必須是核DNA才行。核DNA裡面，才有“Y”染色體。省人民醫院醫學遺傳研究所所長廖世秀也認同這個看法。但必須保證，一定得找到曹操真正的後代才行。“如果找到的不是曹操後代，鑑定結果沒意義。
河南大學文學院教授王立群說，三國以後，曹魏政權被司馬氏所替代，在政權交替中，曹氏宗族遭到大規模的殺戮，現在曹氏家族是否還有後人難斷定，依據家譜斷定曹操後人很難。如果曹操真有後人，他覺得應在山東一帶，因為當時曹植被封到山東區，那裡也許會有曹植的後人，但是這也必須有可靠的家譜才能斷定。
有人說，曹操後人不姓曹而姓操，王立群認為，這個說法也有可能，“當時曹氏家族為了躲避殺戮，也許會隱去姓氏”，不過，省社科院歷史與考古研究所副研究員陳建奎說，曹操的後代改姓“操”的說法正史並沒記載。
陳建奎說，“曹”姓最早起源於山東，公安部2006年的戶籍調查顯示，河南是“曹”姓第一大省，其中河南、河北、四川曹姓人員占了全國的30%。
“天下姓曹的人很多，據《三國志》記載，曹操有後代，但是幾代之後便散亂了，我們目前已經無從查證。”南開大學歷史學院教授孫立群說。
