你可能没有意识到，随着时间的推移，你吃的所有食物都经过了植物和动物育种者的基因改造，捕捉了有利的性状，以尽可能高效、健康地种植出更有营养、更容易种植的食物。玉米就是这种变化的一个典型例子。另外，对蚊子的吸引力是由你的基因决定的吗?我们这个月的基因虽小但意义重大。
在这一集里
DJ德科宁-春季会议概述
与瑞典农业科学大学的DJ de Koning合作
Kat——这个月我从上个月在爱丁堡罗斯林研究所举行的遗传学协会春季会议——培根、生物燃料和啤酒的育种——发回报道。在两天的时间里，我们听到了一系列研究人员的精彩演讲，他们致力于如何使我们食用的动植物更有效、更健康、更可持续，以应对在不断变化的气候下养活不断增长的全球人口的挑战。我采访了其中一位组织者，来自瑞典农业科学大学的DJ de Koning，以了解更多关于会议背后的想法。
DJ:在过去的5、10年里，在植物和动物育种方面，基因组和基因技术的使用取得了很大的发展，这不仅是对巨大的分子标记集的使用，还有成千上万的DNA标记甚至整个基因组序列的使用，而且是基因编辑技术的使用，因此，对这些标记进行修改的规模比以前想象的要大得多。人们在会议上讨论了很多关于他们自己的物种或作物或牲畜的问题。我们很少有这样的会议，让这些专家聚在一起，我们可以跨物种讨论，进行某种形式的交叉受精。
Kat——恰当的称呼!给我讲讲我们目前听过的一些演讲。
DJ Jack Dekkers从牲畜的角度给我们很好的介绍了这个地区。这就是我们所说的基因组选择，我们昨天用成千上万的标记为下一代选择最好的动物。今天我们以孟德尔讲师John Doebley的精彩演讲结束。他还做了一个精彩的介绍，首先介绍了从大刍草驯化玉米的历史，并将顶尖的科学与提高农业生产相结合。这也是我们现在面临的一个巨大挑战，随着人口的不断增长，我们需要养活他们，所有这些都结合在一起。
凯特:我们昨天听到的谈话都是关于传统育种带来的变化——选择具有有趣特征的动物或植物并进行育种。仅仅从传统的育种方式来看，人类已经成功地给我们所熟悉、喜爱和食用的物种带来了如此大的变化，这真是令人惊讶。但今天早上，我们进行了会谈，将其提升到一个新的水平。跟我说说。
DJ:是的。今天上午，有几个关于基因改造的讨论，我们如何改变个体基因或引入基因，这已经在植物和牲畜中发生了几十年。但是有了像CRISPR和TALEN这样的新技术，这可以以一种更有效的方式完成。特别是对于家畜，这些技术已经讨论了很长时间，比如转基因鸡和转基因猪。但由于效率低下，想要在一定规模上实现商业化生产一直被认为是不可行的。另一个亮点是来自瑞典的朱丽华的演讲，她介绍了我们如何使用传统的选择和基因组编辑来驯化一种全新的作物，我个人觉得这非常令人兴奋。
凯特:描绘一幅未来的图景，把传统育种、基因技术、基因测序、基因组编辑结合在一起，你能想象我们吃的一些食物，这些物种在未来50年里会发生什么变化吗?你对未来这些技术如何结合在一起有什么看法?
主持人:这是个很好的问题。当然，首先，我们必须开发这项技术，然后我们必须实施它，让它被接受。因此，未来的关键问题是，基因编辑是否会被监管框架和消费者视为基因修改而受到不同的对待，因为基因编辑是一种非常精确的改变，我们不会像过去那样引入完全不同物种的基因。所以，我认为这个系统会变得更加专业化，但很多专业化将发生在育种公司层面。所以，我希望在农场和零售层面，我们能提供一种更统一、更负责任的产品，让人们喜欢吃。因此，我们知道我们需要用更少的投入生产更多的食物，所有这些技术都在其中发挥作用。
Kat:你提到了公众对基因改造和基因编辑的一些态度。你认为让人们接受这些改变后的食物是最大的挑战吗?
▽DJ =认为只要教育国民就可以的想法是错误的。我认为公众比我们想象的要聪明，我认为一些研究表明，给人们更多的信息只会加强他们的观点，不管他们是支持还是反对转基因食品。但是我认为我们必须证明并证明这一点——另一个问题是，由于法规的成本，转基因产品一直被真正的大型生物技术公司所控制，而这些公司在公众中已经有了负面的看法。所以，如果我们能在整个过程中更多地让消费者参与进来，我认为我们必须更好地开发和跟随市场，在消费者认为合理的地方开发产品、动物或作物。它并没有帮助公司盈利——这本身就是一个正当的理由，因为公司需要雇佣员工——但同时，它确实帮助我们生产更可持续的产品。我想这样我们就能传达这个信息了。
Kat:所以总的来说，如果你能总结一下你从演讲的人那里得到的感觉，以及正在进行的对话:对于我们的食物——我们的培根，我们的啤酒，我们的生物燃料，我们的面包——动物和植物育种的总体感觉是什么?
主持人:我认为，在技术层面上，我们都非常兴奋，我们确实看到了未来5年、15年增加粮食产量的好机会。为了实现这一目标，我们必须让行业利益相关者和零售市场参与进来。但我认为，从这次会议上，我认为总体上有一种乐观的感觉，我们现在如何将这些技术结合起来，以实现更可持续的粮食生产。
这是瑞典农业科学大学的DJ de Koning。
詹姆斯·洛根-蚊子的美味基因
詹姆斯·洛根，LSHTM
Kat -随着夏天的临近，如果你要去热带度假，我们有一些新闻可能会对你有用。假期很容易被蚊子叮咬的痛苦所破坏，以及感染疟疾或登革热等严重疾病的风险。但是，对苔藓的吸引力是否存在于我们的基因中呢?来自伦敦卫生和热带医学学院的詹姆斯·洛根已经找到了答案。
詹姆斯:那么，为了测试你有多吸引人，我们使用了一个嗅觉计——本质上是一个y形的管子，它允许我们把志愿者的手放在管子里，然后我们测试蚊子对志愿者手的气味的反应。所以，如果蚊子被这些手吸引，它们就会飞向它们。如果它们不被吸引，它们就会飞走。所以，在我们的研究中，我们主要研究双胞胎，我们观察蚊子在同卵双胞胎和异卵双胞胎中的行为。
因为同卵双胞胎应该有相当匹配的基因，而异卵双胞胎就像兄妹一样相似。
詹姆斯-完全正确。所以，我们的想法是，如果存在某种基因控制，我们就能在蚊子的行为中看到这一点。所以，假设是同卵双胞胎的吸引力水平是相似的而异卵双胞胎的吸引力水平是不同的。
凯特，我有点担心你让志愿者把手伸进装满蚊子的管子里。他们会被咬吗?
詹姆斯:嗯，在这个特殊的实验中，志愿者不会被咬。蚊子和他们的手之间有一层网，所以他们不会被叮咬。但我不得不说，我们做了其他实验，人们被咬了，他们很乐意这样做。
这听起来很疯狂，但不管他们是否被叮咬，当你把这些蚊子飘到不同人的手上时，你发现了什么?
詹姆斯:在我们的测试中，我们观察了大约40对双胞胎。我们在实验中发现，蚊子对同卵双胞胎的气味同样有吸引力。当我们让他们闻到异卵双胞胎的气味时，这种相关性就不存在了。所以，这告诉我们，同卵双胞胎对蚊子的吸引力水平是相似的，这表明你对蚊子的吸引力程度有某种基因控制。
Kat -我们在媒体上听到很多关于基因控制我们的身高，智商，疾病风险的报道。这种对苔藓的吸引力水平是如何比较的呢?
詹姆斯:当我们做这个实验时，我们必须对遗传度进行计算，这给了我们一个介于0和1之间的值。我们得到的数值非常高，高得惊人，令人惊讶。就像你在智商和身高上得到的值一样。所以，这真的很令人惊讶。这似乎是一种很强的遗传成分。
Kat -我们也知道像高智商这样的东西，它们并不一定只是一个基因。是有一种对蚊子有吸引力的基因，有些人有一种或另一种版本，还是会比这更复杂?
詹姆斯-现阶段，我们还不知道。所以，我们知道有一些遗传因素在起作用。研究的下一阶段是确定相关基因。可能有不止一个基因可能有不止一个基因参与其中。我们知道蚊子对气味有反应，而你的吸引力是由你发出的气味决定的。这些气味可以通过不同的方式产生。它们可能是由身体自身产生的。它可能是通过皮肤细菌产生的，皮肤细菌也会受到你的基因的影响。所以，这里有很多没有答案的问题，但这真的很令人兴奋，现在我们可以进入下一个阶段，研究基因。
凯特:那么，一旦你找到了这些或这些可能与之相关的基因，你的计划是什么?是否只是为了测试某人运气不好，也许不要去有蚊子的地方度假?
詹姆斯-我是说，这是我们可以考虑的。我的意思是，现在你可以对你的基因组进行各种各样的筛选，这可能是我们关注的事情之一，你对蚊子叮咬的易感性。这对疟疾或登革热等疾病流行国家的人口有更严重的影响。所以，当我们做预测模型时，我们可以看看特定人群的风险，并考虑他们被咬伤的可能性。但更重要的是，我们可能会开发一种新技术。所以，你可以想象当你去度假的时候吃一片药丸，这会使身体自然地上调这些天然驱蚊剂的分泌量，这使我们变得没有吸引力，这将最大限度地减少在皮肤上涂抹局部驱蚊剂的需要。
凯特:有很多民间传说和老妇人的故事，也许你应该吃大蒜或喝不同的东西来驱蚊。这是真的吗，现在我们正在接近暑假季节?
詹姆斯-如果有就好了。很多人都有关于吉尼斯黑啤酒的各种轶事，其中之一就是杜松子酒、大蒜、维生素b。事实是，没有证据表明它能让你不那么容易被蚊子吸引。事实上，已经有研究表明维生素B对蚊子的吸引力没有影响。2010年的一项研究表明，如果你喝啤酒，它会让你更有吸引力。所以，接受我的建议吧。我不确定这是否会阻止人们在度假时喝啤酒，不过差别不是很大，所以我不会太担心。
凯特-我很乐意冒这个险…詹姆斯·洛根来自伦敦卫生和热带医学学院。
你想知道什么?
经常听的人可能还记得我在最近的播客中提到的基因组伦理学调查。该项目由安娜·米德尔顿领导，旨在发现公众对基因检测的态度。目前，第一批结果已经出来了，来自75个不同国家的7000人中有98%的人表示，如果研究人员在查看他们的基因数据时发现了与严重的可预防或可治疗疾病相关的基因缺陷或变异，他们希望得到通知。然而，很少有人想知道他们的基因组是否揭示了不太严重的疾病信息，或者目前对他们的健康有不确定的后果。
这很重要，因为虽然科学家们已经确定了某些疾病的许多遗传标记，但仅仅携带与特定疾病相关的特定基因缺陷或变异并不能保证你会患上这种疾病。关于我们的基因和基因组，我们还有很多不了解的地方，更不用说能够用来造福人们的健康了。但是像基因组伦理学调查这样的研究有助于揭示公众对遗传学研究的态度，这将有助于科学家和决策者确保他们的计划符合公众的需求。
独特的裸鼹鼠基因
裸鼹鼠不仅以其独特的外表而闻名——最好的描述是“长着牙齿的皱纹香肠”——它们还因与所有其他哺乳动物不同，它们对癌症的抵抗力很强而闻名。这种不寻常的特征源于大鼠细胞产生的大量粘性分子，称为透明质酸。
为了弄清楚为什么裸鼹鼠有这种超能力，伦敦玛丽女王大学的研究人员研究了13种不同哺乳动物中负责制造透明质酸的基因，即HAS2。他们发现，裸鼹鼠的HAS2基因似乎对它们来说是完全独特的，甚至与其他近亲鼹鼠也有很大的不同。
科学家们希望，确定不同物种中HAS2基因之间的关键遗传差异，将揭示癌症发展的潜在过程，甚至指出从一开始就防止肿瘤形成的方法。
约翰·杜伯利——玉米的故事
与威斯康星大学麦迪逊分校的约翰·多布利合作
现在是时候听听今年遗传学学会孟德尔奖章获得者约翰·多布利的看法了。正如DJ之前提到的，他一直在研究几千年的选择性育种是如何把大刍草——一种只有少量岩石状的微小籽粒的植物——变成了我们今天所知道的充满种子的大玉米穗的……
玉米是一种原产于新大陆的农作物。它是由美洲原住民种植的，从智利一直到加拿大，在亚马逊丛林中种植，在沙漠中种植，在美国西南部，安第斯山脉的高山和墨西哥的高山中种植。因此，它是一种适应性非常广泛的粮食作物，是许多美洲原住民社会的主要食物来源。
给我讲讲玉米的历史吧。它最初是从哪里来的?
约翰:那么，在过去的几十年里，我们了解到玉米是在墨西哥西南部，墨西哥城的西南部被驯化的。它最早可能是在大约1万年前由美洲原住民驯化的。在最初的驯化之后，它向南传播到南美洲，向北传播到加拿大。
所以，这是农民们在说，“哦!看起来不错。让我们长出来吧”或者“这样看起来更好。”让我们多种一些吧。”
约翰-我想这就是整个过程的运作方式。他们是非常善于观察的人。他们是优秀的博物学家。他们对植物了如指掌。我想说的是，如果你把大多数生活在英国或美国等高度工业化社会的现代人放在自然环境中，他们会在一周内饿死。但当时的这些人可能在几周内就能收集到足够他们一整年的粮食。
告诉我关于玉米的祖先，这种植物是大刍草。它长什么样子?它变成玉米的过程又是怎样的?
大刍草看起来有点像玉米。这是一个非常大的工厂。它可以有10到15英尺高。所以，你可以把它想象成一株小麦，但是要大5到6倍。然而，它没有一个大耳朵或两个大耳朵。它有很多很多的小耳朵，每个小耳朵可能只有10粒核。因此，植物的结构是相当不同的。它枝繁叶茂，不像玉米一般只有一根巨大的茎。
Kat -我们知道是什么基因变化让这些有着坚硬小种子的植物变成了可爱的玉米?
约翰-我们知道一点故事。当然，我们不知道整个故事。我们所知道的其中一个变化是由一种特定的基因控制的，这种基因把大刍草的许多小耳朵去掉，阻止它们形成，取而代之的是一个相当大的耳朵。因此，这种变化对植物的穗数有很大的影响。一个大麦穗可能比大刍草的许多小麦穗有更多的谷粒。这种变化背后的逻辑是，如果你是一个需要从植物上收割谷物的人，你是想从植物上摘50个小穗子，每个穗子有10粒，还是只想摘一个穗子，每个穗子有500粒?
凯特，我有点懒，所以我要选一个。
约翰:没错。因此，他们选择这种改变是为了让这种植物更容易收获。
凯特:那其他发生的基因变化呢?它们是否都类似于人类所说的“这看起来很有用。”我们就这么办吧。”
约翰-对，就是这样。另一个是有另一种基因参与了大刍草籽粒周围外壳的制造。这种基因被改变了，所以那些外壳不再形成，谷粒在耳朵上是裸露的或未覆盖的。这使得谷物更容易食用，因为它是不同的，就像核桃一样，没有坚硬的外壳，只是坐在那里准备吃。
Kat:我们说的这些是单一的基因变化吗?特别是人类的一些性状，是很多很多的变化导致了一个变异，而这些仅仅是单一的变化就造成了植物的巨大变化?
约翰-所以，这是一种混合。所以，在把大刍草变成玉米的过程中，有一些基因对植物的外观有非常大的影响，但也有许多其他基因的影响较小。所以，这是两者的结合，在某种程度上，它与不同人群之间的许多不同特征非常相似。像眼睛颜色这样的东西有一些基因有很大的影响，而其他一些基因也有较小的影响。
凯特:难道所有这些变化都是在大刍草植物中发生的，让一个美洲原住民发现，然后说，“它在那里”，然后开始种植那种植物吗?
约翰:是的。我想大概是这样的。大刍草是一种在墨西哥大量生长的植物。这片土地上生长着成千上万的植物。它们在基因上彼此不同，就像每个人的基因都不同一样。因此，他们可以找到一个有一些理想特征的，并用它来培育下一代。
凯特:所以，这只是大刍动物基因组的随机变化，随机波动，我们已经设法捕获并持续了许多年。
约翰-没错。在任何基因组中，都有一个引入错误的突变过程——每一代都有一些不太正常的事情。在大多数情况下，这些突变是破坏性的，会干扰植物的生存和工作能力。但偶尔，其中一个突变是有用的。人们所做的是发现有用的突变，并鼓励它们培育自己的作物。
凯特:你认为人们看到盘子里的玉米或甜玉米时，会想到“这是一种漂亮的突变植物”吗?
我不敢猜测人们是怎么想的。不幸的是，大多数人可能对他们吃的食物没有那么深入的思考。如果你想要一个真正的变种，想想花椰菜。如果你看看花椰菜，这种植物很难独立生存，实际上，它是高度依赖的，因为它实际上开不出好的花。它只是使大量的组织想要成为一朵花，但被破坏了。
凯特-你的下一步工作是什么?
约翰:我刚才提到了一个我一直在尝试做的实验，那就是看看我们是否可以，在某种意义上，重新驯化大刍草。所以，我们一开始只是取了大量的大刍草，把它们种在田地里，就像古代的农学家一样，挑出那些看起来最好的。然后利用它们，开始下一代，我想在几代人的时间里这样做，看看我们能从大刍草向类似玉米的方向发展多远，通过人工选择，就像古人可能做的那样。
所以，他们大概用了8000到10000年?你估计要多久?
我不会干那么久的，所以，我很高兴能干10年左右，看看我能走多远。我已经找到了一位刚开始工作的年轻同事。他和我要一起合作。这样，他就可以在我退休后接手这个项目。
Kat - John Doebley，来自威斯康星大学麦迪逊分校。
24:27 - James Rosindell -生命之树
詹姆斯·罗辛德尔《生命之树》
与帝国理工学院的James Rosindell合作
Kat -现在举办音乐节可能有点太早了，但这是举办科学节的最佳时间。本月，我参加了帝国理工学院(Imperial College)的节日，参观了一系列精彩的展览和活动，涵盖了从量子物理学到不孕症的方方面面。一个摊位吸引了我的目光，上面有一个巨大的电脑屏幕，上面覆盖着一个螺旋形的互动生命之树。我请它的开发者James Rosindell在相当嘈杂的发布会上向我介绍了它。
詹姆斯-这是地球上生命的可视化，以及它们是如何通过进化联系在一起的。所以，我们有两栖动物，哺乳动物在上面，爬行动物在右边，鸟类在下面。你需要把它想象成一张地图。所以，你可以放大一个区域，看到更多的细节。所以，放大，然后你开始看到…
我们有一些猴子，旧世界的猴子，猿，还有人类，眼镜猴，狐猴，灵长类动物……好了，会飞的狐猴，树鼩……
詹姆斯-好吧，我会告诉你通往人类的路。所以，如果我们从上面开始，这些是四足动物。这意味着四英尺，包括两栖动物，哺乳动物，爬行动物和鸟类。当然，地球上的生命比这多得多，但如果我们首先放大哺乳动物，现在我们看到这些细节出现了。在这些里面，我们可以看到灵长类动物。所以，我们是其中之一。我们可以看到我们的姐妹——啮齿动物、睡鼠……
凯特:我们有蝙蝠，我相信上面有，还有犰狳，我最喜欢的动物。我们从这里往哪里走?
詹姆斯:如果你最喜欢犰狳，那我们就选犰狳吧，因为我也喜欢犰狳。我们到这里来。现在，你可能知道，也可能不知道，犰狳实际上与食蚁动物和树懒非常接近。总之，它们是一个密切相关的群体。
凯特:所有这些关系都是通过观察动物的基因和它们之间的亲缘关系得出的吗?
詹姆斯:是的，他们是。虽然这里有一些关系是根据物种的命名来猜测的。如果我们只看犰狳，就像你看到的那样，很多人会认为犰狳只是一个物种，但实际上，这里有20种犰狳，包括一些听起来很奇怪的物种，比如尖叫毛犰狳，大毛犰狳，还有……
凯特-那就是伟大的犰狳仙女!那太酷了。
詹姆斯-不幸的是，我们没有那个的照片。
凯特:那么，像这样的树木是如何制造出来的，无论是像这样漂亮地展示出来，还是科学家们可能会看到的那种东西，这如何帮助我们了解这个星球上生命的多样性?
詹姆斯:嗯，从科学家的角度来看，你可以收集所有这些惊人的数据，你可以用电脑分析它们。但是如果你不能让它进入你的人类大脑去思考它，那么你就错过了使用这种直觉来注意模式的机会。所以，作为一名科学家，我认为能够将你的数据可视化是很重要的，这样才能发现发生了什么。但我认为这还有另一个更大的用途，那就是向公众展示地球上生命的惊人多样性，以及它们之间的关系，作为一次教育之旅。而且，因为这里的颜色对应着灭绝的风险——这些物种灭绝的风险有多大。
Kat -这个可以在线上供人们玩和探索吗?
詹姆斯:是的，当然。可以在网站上找到www.onezoom.org我们即将推出另一个版本，它可以让人们建立自己的家谱，看到他们更亲近的亲戚，那就是www.zoompast.org．你很快就会知道的。
凯特-詹姆斯·罗辛德尔，来自帝国理工学院。
这个月的基因-肉赘肉
与Kat Arney
最后，是我们的月度基因，这次是Sarcolamban。作为果蝇基因列表中的一个相对较新的成员，Sarcolamban因其不同寻常的大小而被提及——它比普通基因小得多，是分散在许多生物体基因组中的数千个所谓smorf(小型开放阅读框)之一。很长一段时间以来，人们都不知道这些smorf到底有什么作用(如果有的话)，但现在人们发现，它们编码的微小蛋白质在细胞中发挥着各种重要作用。
Sarcolamban本身产生两种被称为肽的小蛋白质，这对保持苍蝇微小的心脏正常跳动很重要，在人类身上也发现了类似的基因。所以，就像生活中的许多事情一样，大小并不总是重要的。
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