世界上有这样一类人，他们外表与常人无异。但心脏、肝脏、脾脏、胆等内脏器官的位置与正常人左右相反。正常人心脏、胃、脾脏在左边，胆和肝脏在右边，他们的心脾胃却在右边，胆和肝脏在左边，就像是镜中像。他们俗称镜像人或镜面人。镜像人的发生率高达万分之一。

右边为镜像人，内脏位置左右颠倒

虽然镜面人的内脏错位，但功能却都是正常的。其实不光是内脏，镜像人所有的一切组织器官都被左右掉包。但因为人类外表左右对称，镜像人外在并无异样。镜像人如果没有伴随先天遗传病，生活不会受任何影响。但遗憾的是，大多数镜像人都会伴随先天畸形，能活下来的比较少。所以控制人体手性的镜像基因一直是科学家研究的热点。

当然，科学家不能在人体上做基因操作，需要找动物模型。于是，机缘巧合，一只蜗牛便登上了历史舞台。

明星蜗牛Jeremy

伦敦的一位退休科学家发现了蜗牛Jeremy，那时候它还是一个默默无闻的家伙。退休科学家被它的左旋的壳吸引了，万分之一的概率。蜗牛Jeremy随后被送给了诺丁汉大学。从此，Jeremy的崭新人生开始了。

左旋与右旋的蜗牛

真正让蜗牛名声大噪的是他的配偶问题。蜗牛是雌雄同体，自己可产生精子又可以产生卵子，但不到万不得已，通常情况下它们都会找伴侣交配生殖。

由于蜗牛生殖部位的特殊性，Jeremy只能和同样左旋的蜗牛交配。为了给Jeremy找一个伴侣，Davison博士为Jeremy在全球发起了征婚启事——寻找另一个左旋蜗牛。幸运的是，不久后，另外两只左旋蜗牛和Jeremy碰面了。不行的是，新来的两只左旋蜗牛是一对，Jeremy无法插足。Jeremy居然连老牛吃嫩草的机会都没有……

也许是老天也觉得Jeremy太孤单了，其中一只新来的左旋蜗牛最终和Jeremy成双入对了。它们一起产下了56只小蜗牛。

年10月11日，Jeremy离开了人世，或者说，离开了蜗牛世。

Jeremy的一生是传奇的，天生“曲高和寡”，最后却能抱得“美人”归，子孙满堂。

Jeremy的一生也是意义重大的，它存在的价值已经超越了种属，因为科学家因为Jeremy发现了控制身体手性的关键基因。

什么是手性？

用人类的手做一个说明。摊开左右手，置于同一个平面内，你会发现左手就是右手的镜像。而且，无论你在这个平面内怎么旋转（不能翻转）或平移，都无法让左手和右手重叠。手性物体是指一个物体和它的镜像无法重叠，可以区分开，就像左右手。两个互为手性的物质一个称左手性，一个为右手性，两者互为对映异构体。而非手性物体则相反，本体和镜像可以通过旋转和平移完全重合在一起。

手性物体无法和镜像重合

从几何学上讲，更容易理解手性。手性物体都具有对称轴或对称面，而非手性物体则不具有。左右手就没有一个对称轴，所以是手性的。人的面部是左右对称的，所以人脸是非手性的。

手性广泛存在于自然界之中，也是自然科学领域表示不对称的一种重要方式。

在化学领域，手性物质会使偏振光（偏振光是只在一个平面内振动的光）的偏振平面旋转，并且两种对映异构体旋转的方向相反，一个使偏振光左旋，一个使其右旋，但是旋转角度相同。

对映异构体旋转偏振光，方向相反

在医药领域，因为大多数化学反应产物都可能包含手性分子和其对映异构体，而通常只有其中一个有药效，另一个无效甚至有害。历史上著名的反应停事件，就是一个例子。反应停是一种具有中枢抑制作用的药物，曾经广泛应用于抑制孕妇妊娠呕吐反应，但导致大量畸形儿出现而被停用。后来研究发现，反应停药物有两种对映异构体，一种具有期望的药效，而另外一种却能导致胎儿畸形。

反应停的两个对映异构体

在生物领域，微观上讲，有机体通常只吸收利用对应异构体中的一种。比如，所有的氨基酸（甘氨酸除外）都是L型的（左旋）。DNA双链大都是向右旋转的，向右旋转才能具有跟相应蛋白结合的正常三维结构，才有活性。宏观上讲，人的双手、内脏位置都具有手性，如果内脏位置长成了镜像的模样，就是本文开头讲的镜像人。海螺，蜗牛的壳通常也是右旋，左旋是极其罕见的。

DNA双螺旋大都是右旋的

是什么在控制内脏分布位置？是什么在控制蜗牛壳的旋转方向？答案是手性基因。

手性基因

身体的左右不对称一直以来都是科学家感兴趣的方向。为了弄清楚不对称的基因机制，科学家需要一个好的模式动物来进行研究，当然不能是人。软体动物蜗牛壳和田螺壳的旋转方向吸引了科学家的注意。进一步发现，蜗牛这个物种有两个品系，一个品系具有左旋的壳（少数），另一个品系是右旋的壳（绝大多数）。并且，蜗牛是雌雄同体，既可以异体交配产生后代，也可以自己产生后代。这是研究手性绝佳的模式动物。

左旋田螺和右旋田螺

经过几十年的研究，科学家把目光锁定到一个单一基因上----Lsdia1。Lsdia1编码的蛋白是组成细胞骨架的重要部分。在正常的右旋蜗牛中，Lsdia1正常表达。但在稀少的左旋蜗牛中，Lsdia1基因发生了移码突变，致使蛋白不能正常表达。因为Lsdia1表达的蛋白在细胞骨架中起了重要作用，不可缺少，为了补偿Lsdia1蛋白的作用，左旋蜗牛出现了两个串联的Lsdia2基因，Lsdia2基因表达的蛋白跟Lsdia的蛋白有89.4%的氨基酸是一样的。所以，左旋的蜗牛没有遗传疾病，活的很好。

为了坐实Lsdia1就是决定蜗牛或田螺壳旋转方向的决定性基因，日本科学家MasanoriAbe和ReikoKuroda利用最新的基因编辑技术CrispCas9，敲除了右旋田螺胚胎细胞内Lsdia1基因。然后敲掉Lsdia1的胚胎被精心的养大，这一只田螺（第0代）是右旋的。0代田螺单独喂养，自我繁殖生产的第一代田螺中出现了左旋蜗牛。分析发现，左旋田螺的两个同源染色体上的Lsdia1基因都被敲除无法表达正常蛋白。如果只有一条染色体敲除，田螺的壳都还保持右旋。进一步，第二代田螺，即由第一代田螺生产的蜗牛，它们的壳也大都可以保持母亲的手性。

敲除手性基因Lsdia1产生的左旋田螺

为什么第0代田螺是右旋而不是左旋的呢？要知道它的两条等位基因上的Lsdia1可是都被敲除了的。进一步的实验表明，最初的手性是由胚胎细胞内的信息决定的，到胚胎的三次分裂后（4个细胞分裂成8个细胞），胚胎的手性就不再由细胞内的信息决定，而是由胚胎细胞之间的空间排列决定。也就是说，对于0代田螺，虽然Lsdia1基因在敲除后不能再表达，但敲除前细胞里已经表达了很多，这些之前表达的Lsdia1蛋白足够决定胚胎第三次分裂以及之前的手性。第三次分裂之后，无论细胞内还有没有剩余的Lsdia1蛋白都无所谓了，因为此时手性已经由胚胎细胞间的空间排列决定了。如果人为地，机械地改变第三次分裂后的胚胎细胞空间关系，也是可以将田螺变成左旋的，但却无法遗传给下一代。

胚胎第三次分裂模式决定蜗牛手性

MasanoriAbe和ReikoKuroda在完全是右旋田螺的遗传背景中，敲除Lsdia1基因，产生了可以稳定遗传的左旋田螺。Lsdia1就是寻找了一个世纪之久的手性基因。

总结

虽然科学家已经在田螺身上证明了Lsdia1就是控制身体手性的决定基因，但我们依旧不知道对于人类，Lsdia1是不是控制着内脏的左右位置。这中间虽然还有很长一条路要走，但是第一步已经迈出了，后面的路虽长但充满曙光。

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