2003年6月
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文化脉动

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《人类基因序列图》将给我们带来些什么?

魏雅华

美国联邦国家基因组研究项目负责人弗郎西斯·柯林斯博士在当地时间2003年4月14日11时许在华盛顿宣布,人类基因图序列图绘制成功,人类基因组计划的所有目际全部实现。

公元2003年4月14日,美国科学家在华盛顿庄严宣布:美、英、日、法、德和中国,6个国家联合,经过13年的努力,共同绘制完成了《人类基因序列图》。这是一个伟大的日子,一个具有里程碑意义的日子。

这一天,是我们期待太久太久的日子。尽管这一天提前了两年,可还是觉得让我们等得太久太苦。

这一消息瞬间传遍了全世界。

人类基因序列图谱的破译,会给我们的世界和我们自已,带来什么样的巨变?在即将到来的天崩地裂般的变化面前,我们的想像能力显得那么贫乏,显得不够用了。

这张图对于我们是如此重要,以至在2000年3月14日,美国总统克林顿和英国首相布莱尔发表联合声明,呼吁人类基因组研究成果公开,任何个人或集团都不能独占它的专利权,以便使它成为全人类共同拥有的财富。

这项始于1990年、预计在15年内完成的人类有史以来最浩大的工程之一,被全世界的一批最优秀的科学家,用充满智慧的、艰苦卓绝的工作,整整提前两年完成了。在参加研究的6个国家中,中国是惟一的发展中国家,这表明在基因工程的研究上,中国走在世界的前列。

中国承担了《人类基因序列图》工程1的任务,即人类23个染色体中第3号染色体的一部分解读,约3000万个碱基对的研究。 

《人类基因序列图》:打开生命之门的金钥匙

我们可以毫不犹豫地将本世纪名命为“生物工程世纪”。

2002年再次蝉联全球首富的比尔·盖茨说,下一个全球首富将出现在基因工程中。

毫不夸大地说,《人类基因序列图》将改变一切,将为全球经济大洗牌。

《人类基因序列图》这部浩瀚得无法想像的天书的破译,我们一直以为,那是件遥远得与我们这一代人毫无关系的事。忽然就在今天,科学家们把这本书在我们眼前打开了。

人类已经有了几千年的文明史。可人类对自己的认识,远远不能与对浩瀚苍茫的宇宙的认识相比拟。在所有的自然科学中,医学是对我们最重要,却偏偏又是最薄弱、最落后的一门学科。但凡能称作“病”的18000种疾病中的某一些病症,现代医学似乎还无能为力。

在人类的科学发展史上,在《人类基因序列图》未能破解的几千年的人类历史长河中,可以说,医学一直在黑暗的、漫无边际的长夜里摸索。随着物质文明的迅速提高和科学技术的急剧发展,人类的生存空间却在同时急剧恶化。在科学飞跃发展的时代,人的生命却变得愈发脆弱。

随着《人类基因序列图》的完成,人类终于找到了打开生命之门的钥匙。那是一部讲述生命之谜的,有着30亿个词汇的大辞典,上帝就是按照这张图制造人的。 

《人类基因序列图》与“非典型肺炎”

在欧洲,一场流感曾夺走了两千多万人的生命,超过了第一次世界大战伤亡人数的总和。那是一场血流成河、尸堆如山的灾难哪。那场流感的感染率竟然达到了欧洲总人口的8.67,那是一场至今还让我们谈虎色变的灾难。

所以我们才对突然入侵的、陌生的“非典型肺炎”如临大敌,丝毫不敢懈怠。

而《人类基因序列图》在对付“非典型肺炎”上,己经显示出了它的巨大威力。

在发现“非典型肺炎”这种从未发现过的疫病后的一个多月里,中国军事科学院的科学家们很快就查清了它是一种流感病毒的变种,并锁定为一种冠状病毒。并很快完成了它的全基因测序,弄清了它的结构、病因和传染途径。在它的全基因测序基础上,发明了两种快速确诊“非典型肺炎”的检查方法,确诊的时间缩短到了1~2小时,准确率高达98。而过去,要弄清这些情况,至少需要两三年。

我们有信心有把握战胜这场突如其来的灾难。 

重新评价近一百年来的三大发明及发现

二十世纪,原子弹的发明曾经给我们了一个极大的震惊。过去一百年里的三大发明及发现是:发明了原子弹的“曼哈顿工程”,人类登上月球的“阿波罗登月计划”,破解生命之谜的《人类基因序列图》。

如今,我们反省这三大发明及发现,有人甚至会说,如果没有这些发明发现,也许我们会生活得更好些。

我们也许会在生产核武器和销毁核武器上,省下数额巨大的金钱和精力。没有原子弹,我们照样打败法西斯。在和平利用原子能上,核电厂带给我们的核废料和核污染的威胁,让我们至今束手无策。核电厂带给我们的电力,还没有带给我们的忧患多。

说到“阿波罗计划登月计划”,对于我们只有观赏价值,与一场豪华的演出没有多大差异。

可“人类基因工程图谱”却与我们这个星球上60亿居民,人人有关,有关的程度让我们难以置信。它解说的是生命的本质,是生老病死的奥秘。

有了这张图谱,许多可怕的疾病会迎刃而解,那些让我们谈虎色变的被称之为“绝症”的艾滋病、癌症,还有许多常见病、多发病,现代医学至今连其发病的基因都未能搞清的疾病,如糖尿病、精神病、高血压病、进行性肌营养不良、心肌炎……将从图谱里找到答案,将随着有缺陷的基因的修复,而被治愈。包括长期以来我们束手无策的重大手术,或难如登月的器官移植、神经修复、甚至困扰全球的难题:减肥,都将变得轻而易举。

更让我们难以置信的是,它不仅会使我们活得更健康,还会让我们长寿。随着死亡激素的发现,随着生物节奏、生物钟的发现,人类的寿命将大大地延长,从理论上说,《人类基因序列图》告诉我们,人类的正常寿命是1200岁。简直是长生不老了。

还是在上个世纪末,人类就己经弄清了死亡激素的成因,以及它对人类寿命的影响,并弄清了分泌死亡激素的脑后垂体的位置,但尚未找到控制它的方法。随着“长寿基因”的问世,活到1200岁,只是个时间问题。 

假如你能活到1200岁

你想到过吗,1200岁的寿命将意味着什么?它将会给这个世界带来些什么?给婚姻、家庭、生育、社会带来些什么变化?

许多人说,那将带来地球上的人口大爆炸。

60亿的地球人口会增加到6000亿!

可你想到过吗,情况也许会恰恰相反。60亿的地球人口会减少到30亿,为什么会如此?我把这个答案留给你去猜,这个答案并不复杂。

如果你能活到1200岁,你还会崇尚婚姻吗? 你还会那样匆忙地生育,忙于生命火炬的传接吗?

也许,当人类的平均寿命延长到1200岁的时候,人们会对婚姻流行如下的评价:

如果你想一天不安宁,你就请客。

如果你想一月不安宁,你就搬家。

如果你想一年不安宁,你就建房。

如果你想一辈子不安宁,你就结婚。

我国现在人均寿命是70岁,要不了多久,二三十年间,就会延长到90岁、100岁,120岁,这还是个很保守的数字,也就是说,人人都能因此而受益。

你能叹服:这玩意儿,简直是阿拉丁的生命神灯!

科学家们还破译了一个更神奇的基因:忠诚婚姻基因。在动物实验中发现,当好色到荒淫程度的老鼠被注射了忠诚基因之后,它不但认定了自己的配偶,居然终身不渝!你说《人类基因序列图》,什么奇迹造不出来? 

“后基因组时代”

人类基因DNA图

《人类基因序列图》的完成是否意味着,生命的天书已经打开,科学家从此就掌握了生命的奥秘了呢?

北京师范大学细胞生物学研究所何大澄教授是这样回答的:“不是这样的,基因组的测序完成,当然是一个非常重大的事件,是人类对于生命本质认识的一个重大飞跃。但是这个测序就如同我们发现了一部从西天取来的经,但是这个经具体内容是什么,我们并没有真正了解。”

也就是说,人类对人类基因组的认识才刚刚开始。

在科学家测出了人类基因组里3万多个基因的结构以后,人类基因组计划宣告完成,但对于人类基因组的研究并没有停止,从此生命科学进入了“后基因组时代”。

在“后基因组时代”,科学家还要研究人类基因组里3万多个基因的功能,进而揭示基因是怎样控制生命现象的。

基因就好比建筑生物个体的图纸,蛋白质则是根据图纸合成的建筑材料。很显然,光有图纸是不会产生生物个体的,蛋白质在建筑生物个体和调节生命活动中,起着至关重要的作用,实际上,生物体的新陈代谢以及生长发育,都是由蛋白质直接参与并完成的。 

在后基因组时代,科学家需要盘点人类蛋白质组里所有种类的蛋白质,并对这些蛋白质的生理功能进行描述。他们发现,蛋白质分子是有机大分子,它本身是一条长链,这和基因有点儿像。

然而基因仅由A、G、C、T ,4种碱基组成,蛋白质则是由20种氨基酸组成的,蛋白质的建筑材料种类是基因的5倍。因而蛋白质种类要远远多于基因。

由于蛋白质直接参与生物体组成,这就解释了为什么自然界里的生物如此丰富多样,是蛋白质构筑了五彩缤纷的生命大厦,生命的世界就是蛋白质的世界,蛋白质的世界是这样美丽而奇妙。

蛋白质组研究代表着21世纪生命科学的最前沿,也是现代科学十大前沿研究领域之一。随着蛋白质组研究的不断深入,将会产生巨大的经济社会效益。

在后基因组时代,通过对基因组和蛋白质组的深入研究,科学家还发明了蛋白质芯片诊断技术。

蛋白质芯片其实就是一些表面经过特殊修饰的金属载体,它们可以选择性吸附不同的蛋白质,减少了样品复杂性,提高了分析效率。

这种技术只需要取少量血液样品,就可以在分子水平上对肺癌进行早期诊断,对病人不会造成太大痛苦。诊断由专门的技术人员进行,样品点到蛋白质芯片的样品孔内,经过一些简单处理,送到阅读机上,进行处理分析。仅仅需要5~6分钟时间,蛋白质芯片阅读机就可以读出上千种蛋白质。 

通过比较正常人和肺癌病人的蛋白质,科学家找到了肺癌病人早期诊断的依据。 

行走在天堂与地狱之间

可别以为《人类基因序列图》带来的都是好处,那将是一个绝大错误。

《人类基因序列图》中国组的负责人杨焕明博士说,在他看来,《人类基因序列图》所带来的忧患,更甚于所带来的喜悦。他始终是用带着焦虑的目光在关注着《人类基因序列图》研究的每一步进展。

千万别让它成为一只潘多拉的匣子。

利用基因技术所生产出来的“超级热毒基因武器”,比现存的任何大规模杀伤性武器都厉害上千万倍,只要有20克的“超级热毒基因武器”,一支普通的试管就能装下,就能把全球60亿人杀得一个不留。简直给我们画了一幅世界末日图。

《人类基因序列图》的确是这样一张图:它让我们颤颤兢兢地行走在天堂与地狱之间的摇摇晃晃的钢丝上。

 

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