王文：追問生命終極秘密

　　基因，這個生命最終秘密的載體，在生命和物種的起源進化中，究竟是如何產生的?新基因是怎樣把一個新的分子功能，加進一個自然界長期演化歷史形成的功能系統及其基因控制網絡中，進而改變這一系統功能的?

　　“我們現在還不知道這些重要問題的所有答案。但是，至少我們現在知道，這樣的問題并不是不可以研究的。”王文說。

　　王文是中國科學院昆明動物研究所研究員、中德馬普青年科學家進化基因組學小組組長，從事分子進化和進化基因組學研究，而新基因及其新功能的起源和進化問題，是他目前的主要研究方向。

　　“猴王”與“斯芬克斯”

　　王文在跟隨美國導師、著名華裔教授龍漫遠作博士后研究時，找到了他生命中發現的第一個年輕基因——Sphinx(斯芬克斯)基因。這個突變后導致果蠅同性戀的基因，與人類尋找千年的“龍陽斷袖”的謎團密切相關。

　　他們將其命名為斯芬克斯基因。在古希臘神話中，Sphinx是一種具有人頭、獅身、天使翅膀的怪物。因為這個基因由預先存在于基因組中的兩個基因嵌合而成，是世界上首次發現的由蛋白質基因轉變而成的RNA基因，其產生距今不超過200萬年。

　　王文的研究還表明，斯芬克斯基因的形成過程受到正選擇的驅動。幸運的是，正如俄狄浦斯解出了“斯芬克斯之謎”一樣，后來的功能實驗由龍漫遠和學生戴紅震完成，他們在經過6年的不懈努力之后，終于接近斯芬克斯基因之謎。

　　他們發現，在敲除了斯芬克斯基因后，雖然單個的雄性果蠅在形態上并無變化，但是當把這些缺失斯芬克斯基因功能的雄性黑腹果蠅放在一起時，它們就會發生明顯的相互性吸引，也就是出現了同性戀行為。

　　王文建立的新基因搜尋體系很快產生了令人驚喜的收獲。通過系統搜尋，他們鑒別到了數十個年輕基因，包括2004年發表的猴王(Monkey king)基因——其在100萬年的時間里分裂出了4個新基因，就像神話故事中“美猴王”孫悟空，拔毛吹氣變出許多小猴子那樣。

　　因此王文團隊形象地把這個新發現的基因家族，命名為“猴王基因”——他們第一次闡明了基因分裂是如何實現的，此前生物學界早已有“基因分裂”的猜想，但科學家一直沒有找到直接證據。

　　如今的王文也正像“猴王基因”似的，一發而不可收拾地發現了許多新基因。

　　探索生命終極秘密

　　王文有深厚的中國情節，在美國的6年間，他連綠卡都沒申請，“歷史書籍看多了，自然就會有對國家強盛的執著之心”。

　　2001年，時任中科院昆明動物所所長的季維智，利用機會前往芝加哥“游說”王文回歸。

　　在王文家中兩位老友相見，沒有刻意的寒暄，也沒有浮泛的客套，季維智見面就說：“我給你找了一個更好的人才支持計劃，回國建立馬普小組。”

　　從德國馬普學會和中國科學院那里，這個小組每年將拿到20多萬歐元和100多萬元人民幣的科研經費支持，還將獲得寬裕的時間，只要在前3年中取得不錯的成績，就能獲得延續到5年的持續支持。

　　王文認為這是最適合他的人才支持計劃。對生命科學來說，5年是一個產出周期。“現在我已經進行了5年半，很多重要結果正在產出。”

　　在這個計劃的支持下，王文的回國毅然決然。

　　在回國后的短短八九年間，王文如魚得水，完成了新基因起源進化的全貌繪制，闡明新基因起源的普遍模式和規律，并全面評估了新基因起源的各種機制及角色。

　　過去的數年間，在王文帶領下，馬普青年科學家小組與國際一些研究小組合作，已陸續報道了包括“猴王”、“Hun”、BSC4、MDF1和nsr等在內的一系列新近產生的新基因。這些研究成果表明，新基因起源是一個重要的生物學現象，但全基因組水平具體有哪些重要的新基因起源機制，它們各自的角色是什么，卻一直不清楚。揭開這個更高層次的謎底，成為王文回國后孜孜以求的答案。

　　2008年，王文團隊利用最新發表的12個果蠅種的全基因組序列，將新基因起源的研究提升到闡明全基因組水平模式的高度。他們通過大規模的基因組比較，鑒定了300多個果蠅物種特異的年輕基因。他們通過對這些基因起源機制的分析發現，基因重復是產生新基因最主要的機制，80%的新生基因拷貝由串聯重復產生，它們之后又可能轉化成散在形式的基因重復。

　　有趣的是，在這項最新的研究中，發現有12%左右的新基因，是由非編碼序列“變廢為寶”而來的。這一發現顛覆了該領域長期存在的“進化不可能從頭產生”的觀點，證明了從頭起源是新基因起源不可忽略的重要機制。

　　同時，對所有新基因及其祖先基因的結構比較發現，有30%的新基因通過外顯子重排等方式招募祖先基因不具有的序列，形成了新的嵌合基因。這樣的結構為新基因提供了立即獲得新的結構域和功能的機會，促使它們可以快速在群體內被自然選擇固定。這些研究成果表明新基因的起源是一個重要的生物學現象。

　　對于下一步的研究，王文對《科學時報》記者說，一方面，隨著基因組測序的增多，他們將在其他物種里進行類似的探討，研究其是否具有相同的模式;另一方面，將深入研究這些新基因對生物的進化、發育和功能起到的作用，這對生物發育、遺傳、進化這3個重要生命科學現象的整合非常有幫助。

　　一個新的基因是怎樣出現的，出現以后通過怎樣的分子機制實現什么樣的功能;這些功能對生物進化有什么樣的意義;很多基因參與了生物的個體發育，這些個體發育展現出來的性狀或體態有什么進化價值，這些都是今后研究較為重要的方面。