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生下來就不快樂?

Y. M. Huang
・2013/07/18 ・1431字 ・閱讀時間約 2 分鐘

相信每個人周遭都會遇到一些常常鬱鬱寡歡的朋友,也會有一些終日笑臉迎人的開心果,但這些人的差異是天生的嗎?還是後天的長成或是環境造成的呢?在多數的情形下,每個人的狀態都是由諸多複雜因素所塑造的,這次要介紹的研究想要特別針對基因及後天的長成來作探討。

這次研究針對的基因型是一個與血清素(serotonin)傳遞有關係的5-HTTLPR基因,這個基因型過去已經被發現和情緒的處理非常有關係,特別是負向情緒的處理。這個基因如同其他基因一樣,有所謂的長或短的版本,如果個體帶有短的版本,則會強化對於負向刺激的處理、減弱對於正向刺激的處理。在研究中他們找了一群成年人(平均年齡25歲)及一群7個月大的嬰兒來做研究,在成年人及嬰兒中都又分成帶不同長短配對基因的個體,共有三種可能的配對:長長、長短、短短。他們讓些實驗參與者聽一些中性的德文詞彙,但這個德文詞彙可能是用中性、快樂或是生氣的語調所唸出來的,在聽的過程中,實驗參與者不需要額外做事情,但他們腦部的活動會透過腦波儀記錄下來。由於嬰兒不一定能夠完成整個實驗,研究者只針對完成的部分進行分析;成年人則是都有完成整個實驗。

主要的發現是,在成年人身上,如果帶有長長基因型的人,他們對於快樂、生氣的語調處理有明顯的不同,在刺激出現後的400-600 ms,有一個較負的波,通常在這個範圍的負向波會被定義為N400,也就是一個和語意處理有關係的波,這邊可能解讀為他們較能夠區辨快樂和生氣的語調。隨著基因中短基因數量的增加,個體對於快樂和生氣之間的處理差異是遞減的,顯示有越多的短基因,則越不能夠區辨快樂和生氣的語調,至少在神經層次上是如此。但值得一提的是,這個差異主要是來自於對於快樂訊息處理的差異,而非對於生氣訊息的處理;另外,若把人格特質考量進去,也不會影響目前所觀察到的結果。

在嬰兒身上則發現,不論基因型如何,生氣的語調總是較快樂語調會帶來一個較負向的波,且這個波發生的時間較成年人早(約350-450 ms)。作者的解讀為,因為嬰兒訊息處理的速度較緩慢,這個波其實反應了在知覺層次上的處理,也就是說對於嬰兒來說,他們能夠區辨快樂與生氣語調在知覺層次上的差異。但更晚的神經反應,都沒有看到快樂和生氣語調之間的差異,神經反應也沒有受到基因型的影響。

那我們要怎麼看待這個結果呢?作者認為基因型會影響個體在情緒訊息處理上的學習,即便一開始沒有差異,成年後也會發現基因型的影響。在文章中作者有提到相關的研究來佐證這這個推論:當使用情緒臉孔為刺激材料時,則基因型的不同也會影響嬰兒在不同情緒臉孔上的處理。作者認為,因為情緒臉是一個從出身就持續接觸的刺激、也是比較明顯的刺激,所以相較於語調來說,情緒臉孔的學習是較早發生的。但因為研究中沒有直接比對實驗參與者血清素的含量,所以尚不知道基因型的不同,如何影響情緒訊息的學習。未來研究仍需探討其成因,知道原因後就可以找到解決的方法(參考相關研究),幫助具有短基因型的個體,能夠較不要受到負向刺激的影響。

去看研究的原文 Emotional Voice Processing: Investigating the Role of Genetic Variation in the Serotonin Transporter across Development

去看主要研究者 Tobias Grossman 的網頁,Grossman教授是德國Max Planck Institute社交發展研究團隊的領導人,主要的研究專注在社交發展,特別是神經層次上的

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Y. M. Huang
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輔大心理系副教授,主要研究領域:探討情緒與認知之間的關係、老化對認知功能的影響、以及如何在生活中落實認知心理學的研究成果。 部落格網址:認知與情緒新聞網 (http://cogemonews.com)

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被始祖人類收編的去勢病毒,竟成為人類繁衍的關鍵基因 ?——《我們身體裡的生命演化史》

鷹出版_96
・2021/09/19 ・1916字 ・閱讀時間約 3 分鐘

胎盤中母體細胞和胎兒細胞的交界處,有一種蛋白質具有非常特殊的功能。合胞素(syncytin)位於這個介面上,在母體與胎兒交換養分和廢棄物時,擔任像是分子交通警察的工作。許多研究指出,這種蛋白質對於胚胎的健康極為重要。有一群科學家製造了合胞素基因有缺陷的小鼠,這種小鼠的生長活動一切正常,但卻無法生育。在受孕之後,胎盤無法成型, 因此胚胎不能存活。

母體如果少了合胞素,製造不出具有功能的胎盤,胚胎也就無法得到養分。人類如果缺少合胞素,也會產生許多和懷孕相關的問題。患有子癲前症(preeclampsia)的女性,身上的合胞素基因就有缺陷,以致可以製造出蛋白質, 卻無法好好完成工作,結果在胎盤中引發出一連串反應,導致了極危險的高血壓。

法國一個生物化學實驗室,透過合胞素基因的 DNA 序列,來研究這個蛋白質的結構。就如同林區的研究當中所看到的, 當一個基因被定序出來,就可以把遺傳編碼傳送到電腦中,與其他生物所具備的基因序列進行比對。這種辨認出模式的交互檢查,能比對整個基因,也能找出其他基因序列中是否有類似的小片段。幾十年來,資料庫中的基因序列資料來自各式各樣的生物,小至細菌,大到大象,有數百萬份。比對工作揭露出許多基因是複製而擴大的基因家族,這在第五章談到了。在合胞素基因中,研究人員找尋的是其他相似的蛋白質,想說可以從中發現合胞素在懷孕期間發揮功能的方式。

發現的結果是個謎。搜尋資料庫後顯示的結果是,合胞素和其他動物中的蛋白質都沒有任何相似之處。在植物與細菌中也沒有發現到相似的序列。最後電腦比對出來的結果讓人驚訝與困惑:合胞素的基因序列,看起來非常像是某種病毒中的序列,並且像是造成愛滋病的人類免疫缺陷病毒(HIV)。這種病毒為什麼會有類似哺乳動物的蛋白質,而且那種蛋白質對於懷孕還很重要?

從人工培養的淋巴細胞中出芽的 HIV病毒 (綠色部分)。圖/WIKIPEDIA

研究人員在繼續探究合胞素之前,要先成為病毒專家。病毒是狡猾的分子寄生物。它們的基因組非常精簡,只含有感染和複製所需的資訊。病毒入侵細胞後,進入細胞核,並且進入基因組本身,一旦進入 DNA 裡面,它們會接掌主權,利用宿主的基因組製造更多病毒,並且生產病毒的蛋白質而不是宿主的蛋白質。宿主細胞受到病毒感染後,就成為製造千千萬萬病毒的工廠。人類免疫缺陷病毒這類病毒,為了從一個細胞傳播到另一個,它們會製造出讓宿主細胞黏在一起的蛋白質。這種蛋白質能夠把細胞併在一起,並建立通道,病毒藉此可以從一個細胞移動到另一個細胞中。為了達到這個目的,那種蛋白質會位於兩個細胞的交界處,控制兩者之間的交通。聽起來似曾相識?當然,因為合胞素在胎盤中做了同樣的事情:合胞素把細胞併在一起,控制胎兒細胞和母體細胞之間的分子交通。

合胞素作用於胎盤中的合胞體滋胚層 Syncytiotrophoblast (淺藍綠色處) ,讓母體細胞與胎兒細胞能夠相連通。 圖/WIKIPEDIA

研究團隊越是深入,越是發覺合胞素其實是來自失去感染其他細胞能力的病毒。哺乳動物蛋白質和病毒蛋白質的類似性,引導出一個新觀念——在遙遠過往的某個時間,一個病毒入侵了人類祖先的基因組,這個病毒含有某種類型的合胞素, 但它並沒有指揮細胞造出千千萬萬個病毒,而是遭受去勢,沒有感染能力,反而被新的宿主利用上了。人類的基因組是與病毒持續較勁的戰場。在合胞素這個例子中,因為尚未發現的機制,病毒中負責感染的部位被刪除了,其餘部位則被留下來製造胎盤所需的合胞素。病毒把蛋白質帶到了基因組中,本來是要攻擊基因組,後來卻受到劫持而為宿主效力。

科學家接著研究各種不同哺乳動物中的合胞素結構,發現小鼠的版本和哺乳動物的版本不同。比對了資料庫後,他們發現在不同的哺乳動物中,不同的病毒入侵產生了不同的合胞素。靈長類動物的來自入侵所有靈長類祖先的病毒;嚙齒類和其他哺乳動物的來自另一個感染事件,使得牠們有不同版本的合胞素。結果就是:靈長類、嚙齒類和其他哺乳動物,各有來自不同入侵者的不同合胞素。

人類的DNA 並非完全繼承自祖先,入侵的病毒會插入基因組中,產生功用。人類祖先和病毒的戰鬥,也是眾多創新的起源之一。

——本文摘自《我們身體裡的生命演化史》,2021 年 月,鷹出版

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鷹出版_96
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