健身房满座，酒吧空无一人——现在是一月，因为大部分人都决心塑形减肥。但是，你的努力是为了让你穿上牛仔裤(字母J)，还是只是为了对抗你的基因(字母G)?此外，我们还讨论了基因如何在牛和蛇之间跳跃，我们还讨论了痛风、山羊、大熊猫和玻璃底船。这是2013年1月的《赤裸裸的遗传学》播客，我是Kat Arney博士，与遗传学学会合作，在遗传学网站上播出。org。英国。
在这一集里
肥胖和糖尿病的遗传学
剑桥大学代谢科学研究所MRC流行病学组的Robert Scott博士
只要看看我们周围的家庭，很明显，至少我们的BMI(身体质量指数，一种方便但不完美的体重测量方法)的某些方面是被编码在基因中的。基因研究证实了这一点，还有一个相当明显的发现:我们的体重很大一部分是由我们的生活方式造成的。但是我们对基因如何影响我们的体重和新陈代谢，更重要的是，我们患代谢性疾病(包括2型糖尿病)的风险到底了解多少呢?我采访了位于剑桥代谢科学研究所的MRC流行病学小组的罗伯特·斯科特博士，了解他是如何寻找与体重和疾病有关的基因的，答案可能在大脑而不是腹部。我一开始就问他新的基因技术是如何帮助搜索的……
罗伯特:过去的情况是这样的，当我们做这些早期的基因研究时，我们会寻找生物候选物，我们会从个体中提取DNA，我们会根据已知的变异对个体进行基因型。所以在过去，我们会说，“好吧，这个基因似乎对肥胖或糖尿病很重要。让我们来观察和比较肥胖的人和不肥胖的人，然后看看肥胖的人是否比另一组携带更多的这种基因变异?”但是我们现在能做的是我们使用这个全基因组阵列，我们可以在这个微小的微芯片上同时观察大约1到2百万个变异。所以我们从个体中提取DNA，我们把DNA放在这个微芯片上，它给了我们关于个体基因型的信息大概有200万种不同的基因变异，所有这些都来自于一个实验。因此，我们可以比较肥胖和非肥胖的人，或者有糖尿病和没有糖尿病的人，看看糖尿病患者是否比没有糖尿病的人携带更多特定的基因变异。
我们现在所采用的识别肥胖、代谢疾病和糖尿病基因的真正方法是我们采用这些无假设的方法，我们测量成千上万个人基因组中数百万个位点的遗传变异，然后我们进行统计测试，看看结果是什么基因。我们不会被任何特定的假设驱使说，“好吧，我们只关注与脂肪沉积或脂肪代谢有关的基因。我们只需要观察整个基因组中的所有基因，看看结果如何。”真正有趣的是，我认为公平地说，大多数基因，并不是我们之前会说的，好吧，从生物学上讲，这看起来很有趣
凯特-老嫌疑犯。
罗伯特-是的，所以他们并没有像你看到的那样被怀疑。他们提出了一些东西，让我们对新的生物学有了真正的了解。也许你会说，也许我们对肥胖或糖尿病的生物学了解并没有我们想象的那么多因为我们有了很多新的候选，它们的功能实际上是以前不知道的。所以使用这些基因方法让我们对肥胖和糖尿病的生物学有了新的认识这是我们以前没有的。
Kat:那么，我们在这里讨论的是控制体重、糖尿病和其他代谢疾病风险的哪种基因呢?
罗伯特:所以，很有趣的是，当我们做我们现在正在做的实验时，我们提出的许多基因都是具有生物学功能的基因实际上我们并不真正了解，所以我们得到了很多新的见解。所以，实际上，我们对BMI的发现是我们正在识别的许多变异基因使你更容易拥有更高的BMI实际上似乎是调节你的进食行为的基因，所以它们可能会让你更喜欢高脂肪食物或高热量食物让你更容易想要吃得更多。
凯特-所以，这几乎就是一个爱吃甜食的基因?
罗伯特-嗯，是的。身体质量指数或肥胖风险的主要基因之一似乎在生物功能中正在被解开，但似乎给了你对高脂肪食物的偏好以及是什么让你想吃这些高脂肪食物。
Kat -它更像是一颗脂肪的牙齿而不是甜的牙齿。
罗伯特-也许吧。
凯特:你的调查范围是不是很广，因为很明显，有很多不同的人生活在英国，他们有着不同的背景，不同的基因构成。你有没有发现什么有趣的联系比如糖尿病风险和其他因素之间的联系?
罗伯特:嗯，这是我们需要控制的。例如，你暗指种族差异那么你必须控制的一件事就是我们所说的人口分层。就是你说的那样。例如，个体，特定的种族群体易患糖尿病，但你必须小心的是你如何设计你的实验，因为如果你选择糖尿病患者，将他们与没有糖尿病的对照人群进行比较，但是所有的糖尿病患者都是，例如，南亚人后裔(一个易患糖尿病的群体)而所有的对照都是欧洲人后裔，那么你可能发现的不一定是与糖尿病相关的基因，而是与你的种族背景相关的基因或基因变异。
目前正在进行的是大量的多民族研究。我们真的在寻找欧洲人，南亚人后裔，非洲人的祖先。真正好的是，如果你看到一个信号，一个与欧洲人糖尿病相关的基因变异，如果你看到同样的信号在非洲或南亚血统的个体中，然后它给你真正的洞察力，这些信号是由真实的和因果的东西引起的，而不是偶然的联系。因此，在多个人群中复制东西实际上是非常重要的。
你如何整理所有这些信息，并从中提取有意义的模式?这是一个巨大的数据量。
罗伯特:这确实是一个巨大的数据量。例如，在标准实验中，我们有每个个体的基因型信息，在250万个不同的突变或我们所说的多态性(个体之间DNA序列的变化)。我们最近做的一些研究，我们有多达25万人，所以你可以想象25万人有250万种不同的基因变异，这是我们必须处理的大量数据。这意味着当我们挖掘所有这些信息并试图找出真正重要的东西时，我们必须在统计上非常严格。
在常规实验中，你会说，你进行统计检验，找到你的结果，然后你将这个结果与偶然发现这个结果的概率进行比较。通常情况下，你会说，“好吧，我们接受1 / 20的概率这个结果是偶然的。”我们会说，好吧，有95%的可能性这不是偶然的如果是这样的话，那么我们认为这可能是一个真实的结果。但如果你要进行250万次统计测试那么其中很多，10万或更多，将会满足这个阈值，这仅仅是偶然的，所以这些是不真实的。当然，我们不能说，“好吧，10万个东西看起来是真的。”我们要做的是非常严格地说，“好吧，我们不会再接受这个1 / 20的门槛了。我们的概率是百万分之一"所以，事情必须有一个非常明确的，不一定是很大的影响，但与疾病有一个非常精确和明确的联系，一个非常高的，统计上显著的阈值，让我们认为它是真实的。
凯特-你说的可是很多人啊。你从哪里找到的?你从哪里招募这些人的?
罗伯特:我们正在分析大量的个体研究，所以这不是针对25万人的肥胖研究，而是我们在世界各地做的研究，我们说，“好吧……”例如，在这里和剑桥，我们有很多研究，研究肥胖和糖尿病的风险因素，我们研究了大约1万人。但我们能做的是与英国、欧洲和美国的研究中心合作。我们把所有这些不同的研究汇集在一起，所以每个单独的研究都会进行分析，然后我们用这种数据合并的方法把所有的东西放在一起，梳理出真实的和有趣的东西。
Kat:你已经看了所有这些信息，你发现了与肥胖风险和代谢疾病风险相关的基因变异。你现在打算怎么处理这些信息?我们如何让它变得有用?
罗伯特:所以，当人类基因组计划启动的时候，人们相信你可以从每个人身上提取DNA，测量你患病的风险，然后你可以说，“好吧，你可能会患肥胖症，糖尿病等等。”事实上，情况已经真正好转了，我认为这可能永远不会发生。我们真正得到的和做基因研究的主要好处不一定是预测肥胖或糖尿病，但就像我刚才提到的，它让我们真正了解了这些疾病的生物学，我们可能有一个先验的信念，肥胖的重要因素是你的身体如何代谢你所吃的食物。
我们发现的这些新基因告诉我们，“好吧，这可能很重要。”我们假设这很重要，但实际上，人们对特定食物的偏好很重要，所以它让你对肥胖的生物学有了新的认识。对于糖尿病也是一样，我们在糖尿病中发现的许多基因都与糖尿病病因学的特定过程有关也许不是现在，但在10年或20年内会让你对治疗目标有新的认识。
凯特:有没有什么发现是非常有趣的，或者你觉得特别吸引人的?
罗伯特:我认为像我这样的人很容易在圣诞节放纵自己，吃太多的肉馅饼，然后说:“嗯，我的基因让我吃得太多了。”人们必须小心不要把一切都归咎于基因，我有责任照顾好自己。所以，在之前的研究中发现的一个有趣的事情是，虽然携带特定的基因变异会增加你的体重指数，但之前的发现是，如果你比较这些基因变异的影响，那些经常运动，经常散步的人，和那些不运动的人，那些没有进行足够的运动或体育活动的人，那么，这些基因变异的影响实际上似乎在不运动的人身上更大。
因此，虽然携带特定的基因变异可能会增加你的BMI水平，但真正重要的公共健康信息是，如果你经常运动，你可能会抵消一些遗传风险。因此，尽管你的遗传风险可能会增加，但锻炼身体和注意饮食实际上非常重要。
Kat -我们现在已经不再认为，如果你超重，那是因为你吃了太多的馅饼，而且你没有做足够的运动，而是从一个更复杂、更微妙的角度来看待我们的身体是如何运作的。
罗伯特:在最简单的层面上，如果一个人少吃多运动，那么你当然可以降低肥胖的风险，你的身体质量指数也会更低。但我认为说它非常复杂是很公平的。事实上，人们很容易把超重归咎于运动不足和吃得太多，但是吃得太多的原因是什么呢?为什么有些人比其他人吃得更多?其中的一些差异，个体间的差异我们做这些事情的方式可能是由基因变异造成的。所以我认为这是一个非常复杂的故事。
凯特-这是来自剑桥MRC流行病学部门的罗伯特·斯科特。
基因从蛇跳到牛身上
和内尔·巴里
Kat -但首先，是时候和科学作家内尔·巴里一起来看看本月的头条新闻。这个月你给我们准备了什么，内尔?
Nell:我们有一项非常有趣的研究它研究了四分之一的牛基因组是如何来自蛇的还是这是真的?这就是问题所在。这篇文章发表在《美国国家科学院院刊》上，作者是阿德莱德大学的阿里·莫顿·沃尔什和她的团队。
这有点疯狂，因为牛和蛇没有血缘关系，这是什么?他们基因组的这一小部分是什么?
内尔-没错，所以你会立刻看到这个，然后说，“什么?这怎么可能呢?这简直是可笑!”它正在研究一段被称为牛B或BovB序列的DNA。他们发现大约四分之一的奶牛DNA序列是由BovB组成的。真正有趣的是，这种情况不仅发生在奶牛身上。很多其他动物身上也有，问题是，它是怎么来的?
凯特:因为他们认为这是牛特有的东西。他们有这个重复的东西是为牛准备的。
Nell:没错，我们的想法是，如果你在奶牛身上发现了这种重复序列，如果你观察奶牛的近亲，它们的近亲应该有类似水平的重复序列，但这不是研究人员发现的。
凯特:还有什么动物有这种病?
内尔:所以，实际上有很多不同的动物，如果你看一下这个基因序列的家谱，你会发现所有这些非常奇怪的事情，似乎奶牛实际上比它们更接近蛇，而不是大象，有一种壁虎似乎与马有着非常密切的联系，从这个DNA序列的数量来看，它比其他蜥蜴更接近。所以，你看着这个想着，这是不可能的。这些结果肯定是错的。这真的很奇怪。
所以，要么达尔文完全错了，进化论不是真的，要么还有别的原因。他们觉得这是怎么回事?这太疯狂了!
内尔:嗯，我们认为达尔文没有错，所以这至少是一种解脱，但看起来这些是所谓的跳跃基因。所以这些基因可以把自己带入基因组，到处复制自己。它们真的非常擅长做这件事，但问题是，它们是如何在这些不同的物种之间找到的，答案可能是，像蜱虫一样简单的东西。所以寄生昆虫实际上可以在蜥蜴和奶牛之间，以这种方式传递这些基因，所以这是非常疯狂的事情。
Kat -这听起来很有争议。
内尔:嗯，是的，这完全正确，我的意思是，当然，这不是你从这些结果中得出的假设。我的意思是，我猜你会说合乎逻辑的事情是这些结果在某个地方出了问题当然，做这种排序总是非常困难的。
所以，如果你想到在实验室工作的人，所有这些不同的DNA序列，总是有被污染的可能性。但研究人员对此非常非常小心，因为很明显，他们意识到这是一个巨大的潜在问题。所以，似乎情况并非如此，但我们还需要做更多的工作来弄清楚到底发生了什么，以及这些基因究竟是如何转移自己并如此迅速地传播的。所以，这种组织以某种方式偷偷通过似乎是一件非常罕见的事情，但很明显，有些奇怪的事情正在发生，所以这很有趣。
Kat -或者它真的很常见，只是我们还没有发现其他的。
内尔:也有可能是这样，我们知道这种情况确实经常发生，所以有一种叫做水平基因转移的东西在细菌中经常发生。但是，似乎这种情况也可能发生在更大的动物身上，所以这真的很有趣。
熊猫基因组
和内尔·巴里
凯特-现在来看看其他一些迷人的动物——熊猫。我在最新一期的《自然遗传学》杂志上看到赵山岑说他们已经完成了熊猫的基因组测序。他们在里面发现了什么?
内尔:所以，这实际上是在研究不同种群的大熊猫在基因上是如何不同的，因为我们知道中国有许多不同种群的大熊猫，由于栖息地的变化，它们彼此之间是非常隔离的，诸如此类的事情。他们发现这些不同的种群实际上进化得不同这很酷，所以它展示了现实生活中正在发生的进化。
凯特:我觉得有趣的是，他们发现了进化的瓶颈，以及各种各样的东西，但他们成功地展示了人类活动在过去3000年左右的时间里对大熊猫产生了影响。
内尔-没错，是的。所以这是在研究栖息地是如何变化的，熊猫生活的地方有一个很好的例子，熊猫的一些味觉感受器实际上是在进化的，因为它吃的食物类型和它生活的环境，所以这很好。他们甚至还加入了一句很好的短语，“熊猫吃嫩芽和树叶”，我很喜欢给那里的语法书呆子们听。我喜欢那个。
Kat:报告中我非常喜欢的另一点是，他们对34只大熊猫的基因组进行了测序，实际上每50只野生大熊猫中就有一只进行了测序，这是他们研究的一个招募率，绝对是惊人的。
内尔:没错，所以他们说这是人类遗传学家会非常非常惊讶的事情，然后他们只能梦想这样的招募率。但是，熊猫显然不像人类那样同意这样做，所以可能会更容易一些。
凯特-他们也很可爱。非常感谢，内尔。这是内尔·巴里，科学作家。
癌细胞产生
日本的研究人员已经创造出可以在实验室中培养并识别黑色素瘤皮肤癌的杀伤免疫细胞。
写日记干细胞,藤原浩
川本和他的团队利用所谓的“山中因子”(以发现该因子的诺贝尔奖得主山中命名)，将杀伤性T细胞转化为不朽的免疫干细胞。
这些干细胞随后在实验室中培养，产生大量细胞，然后再转化为T细胞。重要的是，最初的T细胞已经被训练来识别黑色素瘤细胞，即使在干细胞过程之后，它们也保留了这种记忆。
研究人员认为，这可能是一种很有希望的治疗癌症的方法——从患者身上提取能够识别癌症的免疫细胞，将其转化为干细胞，并在实验室中培养，产生数百万个杀伤细胞，这些杀伤细胞可以移植回患者体内，摧毁他们的疾病。
日本的另一个研究小组用同样的技术制造出了可以消灭艾滋病毒的T细胞。尽管在一些报纸上有头条新闻，但目前科学家们还没有证明这些重新编程的T细胞真的能在老鼠身上摧毁肿瘤细胞或对抗艾滋病毒，更不用说人类了。但这确实是一种使用重要新技术的令人兴奋的新方法。
痛风风险基因被发现
一个国际研究小组在《自然遗传学》杂志上发表文章称，他们发现了18种新的基因变异，这些变异会增加血液中尿酸的水平——尿酸是痛风的主要原因。痛风是由尿酸在关节中形成的微小晶体引起的，会引起疼痛和肿胀。由于年龄的增长和肥胖，痛风病例的数量正在上升，在英国每70个成年人中就有一个受到影响。
科学家们研究了超过14万人的DNA，结合了来自世界各地的70多项研究，寻找与高尿酸水平有关的基因变异。研究小组希望他们的发现可以更好地理解痛风的风险和原因，帮助发现有风险的人，预防这种疾病，并带来更有效的治疗方法，副作用更少。
山羊基因组图谱
山羊是世界上重要的动物，特别是在中国和印度这样的国家。它们被饲养以获取肉、奶和毛——某些物种珍贵的绒毛——开司米已经被收集了2500多年。现在，一个中国团队使用最新的测序技术完成了第一个山羊基因组，绘制了一只雌性云南黑山羊(一种常见的家养物种)的整个遗传密码，并在《自然生物技术》杂志上发表了他们的研究成果。
科学家们特别关注了山羊皮肤中两种毛囊的基因活性差异——产生粗毛的初级毛囊和产生奢华羊绒的次级毛囊。他们发现51个基因的活性存在差异，其中包括产生角蛋白的基因，角蛋白是头发的主要成分。
新的山羊基因组对世界各地的研究人员和牲畜饲养者来说是一项重要的资产，科学家们希望它将有助于更有效的育种和更好的羊绒质量。
来看看rinkidink吧
雷丁大学蒂芙尼·泰勒博士
蒂芙尼:我写这本书是因为我认为目前进化论的教学方式，作为一个起点，是作为一个相当静态的过程来教授的。生物之所以有差异，是因为它们生活在不同的环境中，但它并没有真正描述生物如何从一种环境迁移到另一种环境，然后适应新环境，进行变化，使它们更适合。我想写一本非常简单的书，目标读者是小孩子，书中讲述了这些被称为Rinkidinks的小角色的故事，他们卷入了一场自然灾害，将他们分成了两个截然不同的环境，随着时间的推移，他们必须适应。然后有一天，他们在森林里偶遇，彼此不认识，但他们不知道他们实际上来自完全相同的背景。所以，我想知道它是一个动态的过程，需要花费很多时间，而不是一个静态的过程。
Kat -所以，你已经了解了很多我们对进化的理解，以及它是如何运作的。你觉得用这么简单的语言来写它怎么样?
蒂芙尼:这很难，但实际上，进化过程遵循着非常简单的法则，你所需要的只是繁殖、变异和选择，实际上不用这些术语，我认为孩子们很容易就能想象出来。我的意思是，我们都是不同的，我们都是独一无二的，这就是差异。可怕的事情，自然灾害，你可以看到这会导致环境的变化，如果他们想要获得食物，那么他们必须做出一些改变来帮助他们做到这一点。所以，我认为这些概念本身是孩子们可以理解的，你不需要这些复杂的术语来解释它。
凯特:你对这本书有什么期望?
蒂芙尼——好吧,我真的希望小学教师可以使用它作为一个资源,也许为了帮助他们更好地理解进化过程有点因为我的意思是,很多人没有任何形式的训练,任何形式的科学训练,也给他们的课堂活动将有助于巩固这些新概念会介绍给孩子们,或许,甚至打开一些论坛,他们可以问问题,或者孩子们可以问一些关于进化论的问题，这些问题老师们可能觉得他们不能轻松地回答。所以，我真的希望它能成为老师解释进化论概念的资源，给孩子们一个更好的基础，这样当它在以后的阶段和关键阶段被重新引入时，他们就会有一个更坚实的基础。
凯特-这是雷丁大学的蒂芙尼·泰勒。你可以在网站上找到更多关于Little Changes的信息，包括为孩子们提供的可下载活动和为教师提供的资源
http://www.rinkidinks.co.uk/
我们如何找到“癌基因”?
由英国癌症研究中心的朱莉·夏普博士回答
朱莉:当科学家们试图破解一种特定癌症的密码时，他们会从一个人的健康细胞和癌细胞中观察所有不同的基因，然后对它们进行比较。这给了他们一张巨大的地图，显示了在这种特定癌症中所有不同的有缺陷的基因。然后他们必须筛选所有这些信息，因为有很多很多不同的缺陷基因，但其中一些将是非常重要的基因，是真正导致和驱动癌症的基因，帮助它生长和扩散。有些错误被发现是因为细胞处于混乱状态，有些地方出了问题，有些错误并不是很重要。
所以，他们要做的就是，从他们发现的大量信息中，找出哪些是关键的驱动缺陷，哪些是真正重要的缺陷。而且不只是一种基因缺陷的组合!你得了癌症。基因缺陷有很多不同的可能组合。在你的细胞发展成癌症之前，你可能会有一些缺陷。但是有些基因在特定的癌症中通常是有缺陷的，例如，BRAF基因在黑色素瘤皮肤癌中经常是有缺陷的，但是它会和其他不同的基因一起有缺陷这些基因的范围在不同的人之间是不同的。
导致癌症的基因当它们有缺陷时，就会阻止它们发挥正常功能这些基因中的一些通常会参与帮助细胞生长和发育的事情。这意味着当它们出现缺陷时，细胞就会开始生长和发育失控。在其他情况下，基因与通常保护我们免受癌症侵害的过程有关。所以它们是细胞中的制衡，当它们出现故障时，就意味着这些保障措施不存在，事情就会失控。
最后，有一系列不同类型的缺陷会导致癌症。所以，我们知道，在少数情况下，人们会通过家庭遗传这种非常高风险的基因，这意味着你患癌症的风险更大，这就是BRCA基因这样的基因。这并不意味着你会得癌症，但你患病的几率要大得多。大多数癌症是由我们一生中产生的缺陷引起的，只是由于衰老过程，由于细胞的磨损，以及由于生活方式的影响。
所以，不管我们是否吸烟，不管我们是否躺在阳光下晒伤，所有这些都有影响。我们逐渐发现的是，还有一些基因是通过家庭遗传的，对我们的风险影响较小，所以，这真的是一个谱系。在大多数情况下，这是我们一生中所做的事情，但也有一些事情是通过我们的家庭传递下来的，会产生影响。
月之基因——玻璃底船
与Kat Arney
是时候在我们这个月的基因中进行一次航行了——它是玻璃底船，或者叫gbb。这个名字来源于果蝇——与正常的蛆相比，有缺陷的玻璃底船基因的果蝇幼虫是透明的。还有另一种关联——当研究人员观察发育中的果蝇的玻璃底船基因(gbb)的活动模式时，他们发现它是另一种基因(decapentaplegic, dpp)活动模式的镜像。字母gbb是dpp的镜像，很聪明吧?玻璃底船也被称为60A的TGFbeta，在果蝇中有许多作用，包括帮助组织发育中的果蝇胚胎，在睾丸中形成生殖细胞，塑造果蝇翅膀的图案，以及调节神经细胞之间的连接(突触)，它通过与一种由一厢情愿基因产生的蛋白质相互作用来完成。
包括人类在内的哺乳动物都没有精确的玻璃底船，但我们确实有几个相关的基因，它们都与骨骼生长有关。事实上，把苍蝇的玻璃底船基因放入老鼠体内可以产生新的骨头，当你想到老鼠和果蝇在数百万年的进化中分开时，这是相当惊人的。
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