我們離合成人還有多遠？

01-04

人類基因組計劃-write近日得以展開，是否能像人類基因組計劃-read那樣能幫助我們進一步認知自己，乃至於擁有改造自己的能力呢？如果運用這樣的能力去合成或改造人類，倫理上該有怎樣的討論呢？

我很樂意無償貢獻自己的全基因組信息，包括核基因與線粒體基因、遊離RNA，不主張任何經濟權益和名譽。

如果我還能有這個福分的話。

聲明以下內容均有天津大學整理髮布，如有轉發請註明出處！

The Genome Project-write

2004年人類基因組計劃（The Human Genome Project，簡稱「HGP-read」）基本完成，這是生物界第一個在基因組水平上的項目，對科學和醫藥產生了革命性的作用。

儘管DNA的測序、分析以及編輯技術在以極快的速度向前發展，但是在細胞中構建DNA的過程卻受到了一些條件的限制，大大阻礙了我們對生物系統的理解和控制能力。為此，以Jef D.Boeke和George Church為首的科學家提出了HGP-write計劃。

可靠創新

基因工程這項技術已經被生物科技公司安全地使用了40年，因此，此時提出HGP-write計劃是非常合理且能產生巨大社會效益的。最近CRISPR-Cas9技術、全基因組合成等技術的發展大大革新了基因工程領域，而對人類生殖細胞的基因編輯卻飽受道德倫理的爭議。基因組水平的合成技術正越來越展現出它的可行性，需要科學界及時統一地去理解、討論和應用大規模基因組工程技術。

該計劃的啟動需要公眾在倫理性、合法性、社會性方面的關心與參與（以下簡稱ELSI）。但是想要做出可靠的創新，除了需要ELSI外，還需要通過及時與不同利益相關者（如科學家和公眾等）進行詳細的溝通從而找到大家的共同目標。

從觀察到行動

目前，我們已經做到了小型病毒和細菌基因組的從頭合成，並且對某些生物進行過大規模的基因編輯。這為合成基因組的實用性和可靠性提供了依據。

HGP-write計劃首要目標是在十年內將細胞系基因組大規模工程與測試成本降低1000倍以上。集中精力構建人類DNA，旨在打破目前認知和技術的局限性。相應研究包括疾病治療，人類細胞的全基因組工程，其它與農業或公眾健康相關的微生物，或者解釋說明人類細胞的生物學功能，例如：基因調控、遺傳性疾病和生物進化等過程。

此外，通過專利資料庫獲取該計劃的相關技術以及來自80多個實驗室的CRISPR工具的互聯網共享（http://addgene.org），可以大幅度降低HGP-write計劃成本。隨著HGP-write計劃的推動，也將為新型生物療法、疫苗、材料、能源、疾病載體控制和營養學等的基礎研發提供理論和技術上的支持。

試點工作

1. 合成整個基因位點包括非編碼DNA：解釋非編碼DNA變異體在調控基因表達中的角色及其在人類疾病、特徵中作用的綜合模式。

2. 構造具體的染色體，例如21號染色體或者複雜的癌症基因型等更綜合全面的人類疾病模型。

3. 合成專門編碼一個或幾個途徑的染色體，例如合成一個原養型人類細胞的所有基因，或者轉變豬的基因組消除其人類器官移植時的免疫排斥性。。

4. 基因療法的潛在轉化：自由地傳遞基因並控制迴路來提高安全性和效率。

Box1 擁有一套重新設計的基因組的超安全細胞的一些特性：

● 對病毒的抗性；

● 對癌症的抵抗力；

● 其他性質：刪除潛在的有害基因，如朊病毒基因；

● 基因組的高穩定性；

● 故障安全防護：阻礙生殖細胞的形成，如通過移除轉錄調控因子來達到這一目的；

● 應用：定位細胞系，用於幹細胞治療；穩定高效生產生物製劑。

項目的建立和管理

HGP-write計劃將會聯合幾個中心組織來推進，這將有利於協調和支持形成多組織和跨學科的研究團隊，讓大家在一個方便交流、協作和公開的大環境下工作。

生物安全和倫理

HGP-write計劃從上個月開始，已經引起倫理方面的爭論，Drew Endy和西北大學醫學倫理與人性學教授Laurie Zoloth等人考慮了該計劃帶來的倫理道德問題，提出了合成人類基因組要解決的一系列問題，並對項目無法預期的後果表示憂慮。如果人們有能力用化學合成出成套的人類染色，理論上就可以不需要父母直接合成出嬰兒。

論文的作者說，他們不想合成嬰兒，而只是想專註於「合成一個完整的人類基因組」這樣的項目，從而促進DNA合成的發展，用於更實際的途徑，例如用工程方法合成植物，動物和微生物。

提案的作者說，製造DNA的巨大潛在的能力將會使眾多科學和醫學的進步。例如，有可能使生物體對所有病毒產生抗性，製造適於移植入人體的豬器官。

世紀之交的人類基因組計劃，中國承擔了1 percent的測序任務，期待這次的write能承擔更多。

之前釀酒酵母的全基因組人工合成，中國已經深度參與，主要是清華、天大、華大基因三家單位參與，釀酒酵母基因組人工合成計劃(SC2.0 Project)是人類首次嘗試改造和從頭合成真核生物，意義非凡，有利於更好地理解和利用酵母這一真核表達系統，這個「寫」也是建立在之前的「讀」之上的。

所以這次的「寫」，就只是科學技術發展的正常步調而已，況且作者說了，並不合成胚胎，只是合成基因組。這必然有利於對人類遺傳病的理解，推進遺傳病治療的進程。

樓上有人說這是騙錢，這種反智主義和妄想心理簡直可笑。國際工程騙錢，這個臉你丟的起，我國科技工作者可丟不起。建議你去中科院隨便哪個所門口擺個攤，把被「騙」的錢掙回來，一分不留上交國家，高尚至極。

1984年，人類基因組計劃產生雛形，90年正式啟動。歷經13年確定了人類DNA的構成。2010年，Craig Venter 成功合成出了第一個人造生命「辛西婭」，並且在今年讓這個已經極其簡化的生命體減少到只有473個基因（大腸桿菌~4300基因，人類~30000基因）。所在實驗室有幸成為新基因組計劃的一部分。在波士頓由George Church 和 James Collins聯合主持的會議正式開始商討這個從「讀」到「寫」的計劃。我們的基因中非編碼序列，或者「垃圾DNA」佔到了98%左右，可它們存在的意義是什麼？多細胞生物是如何從單細胞生物進化而來的？線粒體的存在真的是共生體演化的嗎？其他的器官器又怎麼解釋？還有葉綠體的？還是說都是病毒搞的鬼？第一個病毒又是如何進化來的呢？從零開始建造一個像人類一樣複雜的基因組可能不會解答這些問題，但是會帶給我們一些新的思路。「這是最美好的時代，這是最糟糕的時代；這是智慧的年頭，這是愚昧的年頭；這是信仰的時期，這是懷疑的時期；這是光明的季節，這是黑暗的季節；這是希望的春天，這是失望的冬天；我們全都在直奔天堂，我們全都在直奔相反的方向。」 --充滿的不確定，只希望能夠享受參與其中。

人是自私的動物。研究來研究去都是為了自己。只要可持續發展只要不破壞生態環境只要不無辜生命這個時代需要這技術！科學就意味著進步！