[轉載]你對基因了解多少

——讀弗蘭克《我的美麗基因組》一書有感

最近有一則新聞在微信中傳播的很廣泛，即2019年人們將獲得永生。這一預判是否能按時實現，對很多人來說倒不是最重要的，重要的是要理解人類永生的基礎是什麼。隆娜·弗蘭克的《我的美麗基因組》一書，或許可以成為一本科學普及的讀本。

一、遺傳物質——基因

人以及各類生物的生長，是自然界最大的奇蹟。就拿人來說吧，從一個胚胎開始，經過十個月的孕育，逐漸生長出大腦、內臟、人的四肢以及種類繁多的骨骼，在細胞不斷分裂的過程中，不同的細胞被賦予不同的功能，以生長出人的軀體各不相同的組成部分，這是怎樣精細的安排和精密的組織！

這一切，都依賴於遺傳信息的正確傳遞和使用。基因，正是遺傳信息的基本單位。從生物學角度來說，基因是我們的遺傳物質——脫氧核糖核酸（DNA）分子上攜帶有遺傳信息的特定核苷酸序列。基因有兩個特點，一是能忠實地複製自己，以保持生物的基本特徵；二是在繁衍後代上，基因能夠「突變」和變異。當受精卵或母體受到環境或遺傳的影響，後代的基因組會發生有害缺陷或突變。突變和變異不一定都是壞事，從進化的角度看，正是因為有了基因的突變和變異，才有了今天的我們。

1953年，沃森和克里克破解了脫氧核糖核酸（DNA）分子的化學結構，讓大家明白這種呈現出像盤旋梯子樣的雙股螺旋結構的線狀大分子物質，就是遺傳信息的載體。DNA上包含遺傳信息的片段就被稱為基因。基因大多並不相連，而是像珠鏈上的珍珠那樣有距離的線性排列在DNA上。DNA也並不是散亂分布在細胞核的各個角落，而是經過有規律的纏繞和緊密包裝，形成一種稱為染色體的物質。染色體已經大到可以用顯微鏡觀察，呈絲狀或棒狀，由核酸和蛋白質組成，在細胞發生有絲分裂時期容易被鹼性染料著色，因此而得名。人體共有23對染色體，其中22對大家都有，稱為常染色體；剩下1對男女有別，也稱性染色體。男性的性染色體由一個X性染色體和一個Y染色體組成，而女性則有兩個X性染色體。23對染色體中一半來自父方，一半來自母方。

人以基因的相似性而成為人類。人類基因組指的是人類的體細胞中一套染色體上的全部DNA序列的總和，含有有機體生、長、病、老、死的全部遺傳信息。估計由30億核苷酸對或鹼基對組成，其中大約有10萬個編碼蛋白質的基因。1985年，美國科學家率先提出要查明這30億個鹼基對的序列，發現所有人類基因並搞清其在染色體上的位置，破譯人類全部遺傳信息，使人類第一次在分子水平上全面地認識自我。這一計劃被稱之為「人類基因組」計劃，於1990年正式啟動，到本世紀初，人類基因組圖譜的繪製工作已經圓滿完成，人類開始進入從基因的層面來分析和研究遺傳、疾病，揭示人的生老病死的機理的新時代。

隨著科學家對其他動植物基因組的測量和研究，又有一些更為驚人的事實被發現：黑猩猩與我們共享98%的基因，老鼠與我們共享60%的基因，就連僅1毫米長的蛔蟲，也有20%的基因和和我們相同。當我們在講述這些數據的時候，我們是否意識到，生命現象不再是像我們想像的那樣，由不同的生物群體如魚類、哺乳動物類、人等各自獨立地演化而來，而是一條連綿不斷的信息流。各種特定的生命形式僅僅是這條大脈絡上的臨時分支而已。我們只是在這個時間點上看到了如此多的生命，隨著時間的延續，在後面的某一個時間點上，新的生命組合又會出現。

換句話說，遺傳信息——基因並不只是某個生命體特有的，而是所有的生命體所共有的，在玫瑰花中並不能找到「宛如玫瑰」的特定基因，在人體中也不能找到屬於人類的特定基因。基因在生命體中扮演了天下大同的角色。

二、遺傳學的新時代

因為生物基因組被破譯，使得人們可以在基因層面做出許多實踐和探索，於是，基因剪接，也就是基因技術也應運而生了，科學家們推開了一扇通向新世界的大門。

在生產領域，人們利用基因技術來生產轉基因食品。例如，科學家可以把某種肉豬體內控制肉的生長的基因植入雞體內，從而讓雞也獲得快速增肥的能力。從世界上最早的轉基因作物（煙草）於1983年誕生，到美國孟山都公司轉基因食品研製的延熟保鮮轉基因西紅柿1994年在美國批准上市，短短二三十年的時間裡，植物、動物、微生物領域的轉基因產品已經鋪天蓋地，由此而引發的各種爭議也越來越激烈。

在軍事領域，基因武器讓此前的生化武器相形見絀。通過基因重組，可以在一些致病細菌或病毒中接入能對抗普通疫苗或藥物的基因，或者在一些本來不會致病的微生物體內接入致病基因，由此製造成基因武器。這種基因武器的使用方法非常簡單，將其投入它國的主要河流、城市或交通要道，讓病毒自然擴散、繁殖，使人、畜在短時間內患上一種無法治療的疾病，使其在無形戰場上靜悄悄地喪失戰鬥力。由於這種武器不易發現且難防難治，一些科學家對它的憂慮遠遠超過了當年一些核物理學家對原子彈的憂慮。

在醫療方面，科學家們發現，許多疾病就是由於基因結構與功能發生改變所引起的。我們現在不僅能發現有缺陷的基因，而且還能掌握如何進行對基因的診斷、修復、治療和預防。比如在遺傳病的治療方面，將正常的基因轉入病患者的細胞中，以取代病變基因，從而表達所缺乏的產物，或者通過關閉、降低異常表達的基因等途徑，達到治療某些遺傳病的目的。科學家們正在研究的胎兒的基因療法，從胚胎開始就加強對DNA的監測，以防止出生患遺傳病症的新生兒，從而從根本上提高後代的健康水平。研究小分子蛋白質藥物的基因工程藥物研究，近些年也非常熱鬧。基因技術在醫療方面的運用，也為人們拓展了疾病治療的思路：暴扣從單純地用藥到利用基因技術作為治療手段；從以治療為主到以預防為主，等等。

在農作物培育方面，基因技術正在掀起一場綠色革命。基因技術的突破使科學家們得以用傳統育種專家難以想像的方式改良農作物。例如，基因技術可以使農作物自己釋放出殺蟲劑，可以使農作物種植在旱地或鹽鹼地上，或者生產出營養更豐富的食品。科學家們還在開發可以生產出能夠防病的疫苗和食品的農作物。基因技術也使開發農作物新品種的時間大為縮短。

還有很多，不再一一列舉了。在《我的美麗基因組》一書中，弗蘭克關注的是基因技術在醫療衛生系統中的應用以及由此所帶來的影響。她喜歡把個人基因解碼技術和個人電腦的發展進行比較，認為我們現在尚處於「遺傳學1.0」時代。「我們目前正在處理的是第一代產品，就像早期的電腦，雖然不是很偉大的產品，但是它是一些東西的預言和前身，而那些東西在未來將大大影響我們的生活。」

當然，和晶元的更新換代相比，人要複雜的多。即使我們已經繪製出了人類基因組的圖譜，但也很難確定人的某種行為、某個疾病是由那個基因所控制的，也確實不能如此簡單地去尋找這樣的因果關係。但在可以預見的未來，人類對自己基因組的認識，會像現在對電腦的認識那樣逐漸普遍起來，人類會進入「遺傳學2.0」時代。在這個時代，人類除了關注自己的基因信息和健康之間的關係外，還會因此而產生全新的視野，掀起文化的變革，讓人類通過基因信息重新審視「我是誰？」這樣的哲學命題。

三、福兮禍兮？

弗蘭克是丹麥的一位神經生物學家兼科學作家，她對基因的研究有著非常尋常的熱情。一方面是因為自己本身就是生物學家，另一方面是因為她的家族史，她生長在一個有著阿爾茲海默症、酗酒、狂躁抑鬱症、自殺傾向的家族之中，她自己也有抑鬱症，曾經幾次發作。她很想知道導致這些問題的原因是什麼，基因在其中起到了怎樣的作用。而基因檢測技術的出現和日益普及，讓她看到了希望。

為了了解自身的基因狀況，弗蘭克開始在各種檢測基因的企業或公司之間穿梭。2007年，有兩家公司開啟了公眾DNA測試服務的先河，它們是冰島的deCODEme和美國的23AndME。公司稱可以對個人的90多項「個體特質」進行評估，從生理特徵比如身高、壽命、體重等，到對各種疾病比如心臟病、高血壓、糖尿病、癌症等的易感性。他們希望以一種安全可靠的方式向客戶傳達這些遺傳信息，幫助每個人成為「自身健康的參與者」。弗蘭克從這兩個機構中獲得了很多個人的基因信息，並對自己今後是否會得上家族的遺傳疾病等進行了諮詢。但很多交織在一起的因素，讓其覺得還不能夠化解心中的焦慮，於是她又去多家機構進行諮詢和檢測，還要求自己的弟弟也提取了DNA，送到美國猶他州相關機構檢測。這本書中，弗蘭克對自己是如何了解自己的基因組這一過程進行了詳細的說明。「當你從DNA中獲得一些故事，就會產生一些有趣的身份認同。這些優雅的分子提供了一個開闊親屬關係途徑，你能看到並切身感受到現代人類大家庭成員之間的親屬關係可以追溯到幾百代之前。這也說明我們的4個字母的基因編碼A、T、G、C，和地球上無數的其他生物皆息息相關，從西伯利亞虎到黴菌都一樣。」

隨著人們對基因的認識越來越多，其隱含的問題也會越來越凸顯。比如說，我們將如何看到自身的基因變異，是把它當作我們的祖先贈送給我們的禮物，還是將其看作是一種不好的基因，在適當的時候通過基因剪接，用更好的基因來替代？由此可能引發一系列的問題：是否會存在一些種族的基因，被看做是優勢基因？在此前，就已經因為此事而導致了對猶太人的大屠殺，這樣的境況是否還會在21世紀重演？是否會因此而改變人類自然繁衍的習性，通過對胚胎的干預而讓一個個新生兒都成為「小強」，結果人人都長生不老，整個社會的倫理體系和價值觀因此而坍塌？是否會因此導致整個人類社會的基因都選擇某種強勢基因，而導致人類物種的單一化，而生物的多樣性才是這個世界的基本特徵。

科學是一把雙刃劍。我們在揭示自身秘密的同時，也在給自己掘墓。該如何把握未來，就看我們如何用好這把利劍啦。

《我的美麗基因組：探索我們和我們基因的未來》 [丹]隆娜·弗蘭克/著黃韻之 李輝/譯上海科技教育出版社 2015.12