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    人类基因之谜:我是谁?

    基因是如何影响人类的长相、身高、智商和健康的?通过基因改造,能使人类免于癌症、艾滋、失明等疾病的困扰吗?通过基因改造,会出现超级人类吗?基因检测能解决什么问题?人们为什么要反对基因编辑?基因信息泄露了会有什么后果?

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    2018年第49期《中国经济周刊》封面

    《中国经济周刊》 记者 宋杰|上海报道

    责编:周琦

    (本文刊发于《中国经济周刊》2018年第49期)

    我是谁?我从哪里来?我将到哪儿去?这一终极哲学命题,有多种不同的解答视角。从基因角度给出的答案,无疑是非常重要的一种。

    近一段时间,有关基因领域的新闻将基因检测、基因编辑、癌症的靶向治疗等原本属于生物医学领域的专业话题,一下子变成了公众话题。

    人们对于基因的好奇在于:基因是如何影响人类的长相、身高、智商和健康的?通过基因改造,能使人类免于癌症、艾滋、失明等疾病的困扰吗?通过基因改造,会出现超级人类吗?基因检测能解决什么问题?人们为什么要反对基因编辑?基因信息泄露了会有什么后果?

    《中国经济周刊》记者采访了诸多业内一流专家、学者,希望能揭开基因神秘面纱的一角。

    基因中隐藏了什么秘密?

    组成简单生命最少要265到350个基因。而人由2万多基因组成,有不同的基因编码,每个人的基因都有区别。

    基因是影响人的长相、身高、智商的重要因素。有些人吃什么都不胖,有些人吃什么都胖,这就是基因导致的。

    那么,基因中还隐藏了什么秘密?

    南方人为什么比北方人免疫力更强

    中科院神经科学研究所研究员杨辉向《中国经济周刊》记者介绍说:人类每个基因的DNA序列略有差别,这样的差别导致基因表达量的差异,微量的变化加上多基因的组合,就会导致不同的特征,“比如,有时候是单基因的改变,像血型、单眼皮或双眼皮等;有时是多基因改变,像肤色、身高、体重、性格、头发颜色等。”

    10月10日,华大基因发布的中国人基因组学大数据研究成果显示,饮食、气候、病原体等环境因素影响着不同纬度的中国人基因,南方人和北方人的差异就与此紧密相关。

    由于古代北方、西北等地区获取蔬菜比较困难,生活在这些地区的人们肉类摄入比例较大,促进脂肪代谢率的等位基因在这些地区有明显富集的趋势;而古代中国南方被称为南蛮瘴气之地,自然环境恶劣,病原微生物尤其是疟疾盛行,南方人与机体免疫功能相关的编码红细胞补体受体I的基因CR1富集。

    也就是说,由于环境影响了基因,北方人的脂肪代谢更快,而南方人的免疫力更强。

    基因对人体健康的影响更加重大。杨辉介绍说:“在疾病方面,单基因会导致血友病、地中海贫血症,而癌症有遗传的因素但大部分都是成体(即后天)的细胞突变导致的癌症。”

    有报道称,英国剑桥大学科学家通过实验证实,酒精会伤害造血干细胞的脱氧核糖核酸(DNA),进而改变DNA排列顺序,增加患癌风险。

    不过杨辉认为,目前很难预见酒精与患癌风险之间的关联,“在小鼠上做的酒精实验,与在人体上的含量是否一样,这些都很难说。”

    霍金警示:“超级人类”或摧毁普通人

    近期,一份英国帝国理工学院的报告引发了业内热议——研究者首次确认了人类大脑中两个与智商有关联的特定基因簇。

    这是否意味着,我们可以通过基因的改变来让自己变得更聪明呢?

    杨辉分析认为,改变基因的确有可能改变人类缺陷,有让人们选择长相及智商等的可能,但现在技术还不成熟,无法解决嵌合体问题(部分细胞成功改变,部分细胞未被改变),也容易造成脱靶(原本想改变A基因,最后改变了B基因)。

    “我们对生命还不够了解,对这些序列还不够了解,还不知道哪些基因能真正提高智商。连最基础的都还不清楚,何来把它变得更好?”杨辉说。

    值得注意的是,英国已故科学家斯蒂芬·霍金,对利用基因改造人类表示担忧?;艚鸬囊抛鳌抖匝纤辔侍獾募蚨袒卮稹分刑岬?,未来可能出现DNA变异的“超级人类”,这种超级人类的寿命、智力及免疫力都比一般人强。

    霍金在书中称,有钱人一旦有机会更改后代的DNA,就会出现新的人种竞赛。上流社会的孩子将成为更智慧、更长寿、免疫力更高的新种族,而普通人的生存空间将被挤压,甚至被新人种摧毁。

    杨辉对此评论道:“这是有可能的,但这种‘未来’还早。一方面是技术层面,一方面是我们对生物了解的程度还不够。未来10年内,改变单基因的遗传性状还能做到,但很多遗传性状都是多基因导致,很难做到。”

    虽然通过改变基因来“优化”人类还需要很长时间的探索,但霍金的警告引发的热议,已持续很长时间。

    一种观点认为,若霍金的预测成为现实,有基因缺陷的人逐步消失,而拥有“完美”基因的种群存活,正是优胜劣汰、物种进化的必然选择;而另一种观点则认为,优胜劣汰无可厚非,但若资产的多少成为优胜劣汰的基础,进而决定人的生存权利,有悖公平和伦理道德。

    19 俯瞰深圳国家基因库 (视觉中国)

    俯瞰深圳国家基因库 (视觉中国)

    “中国十万人基因组计划”将在4年内完成

    为了探索基因的真正奥秘,人类基因组计划就此诞生。

    人类基因组计划与曼哈顿计划、阿波罗计划并称为三大科学计划,被誉为生命科学的“登月计划”。

    1990年,美国能源部与国立卫生研究院共同启动人类基因组计划,英、日、法、德等国相继加入。

    中国于1998—1999年先后在上海成立国家人类基因组南方研究中心、在北京成立北方研究中心,并于1999年7月在国际人类基因组注册,积极参加到这项研究计划中,承担其中1%的任务,成为参加这项研究计划唯一的发展中国家。

    2003年4月15日,人类基因组计划全部完成。

    中科院神经科学研究所杨辉研究员告诉《中国经济周刊》记者,人类基因组计划就是把人的DNA全部测通,30亿个碱基对(编者注:形成DNA的基本单元,包含A、G、T、C),每个是怎么排列的。每个国家负责一点,最终把它拼接起来,中国虽然只参与了人类基因组计划1%的工作,但意义重大——中国没有失去生物产业发展的机遇。

    “以地中海贫血症为例,以前我们看病,医生都会说‘有表征像地中海贫血’,但真正要确诊,就要知道是不是DNA序列改变。而人类基因库就是把正常的人类基因建立起来,为诸如地中海贫血这样的疾病做比对时的参考。有了数据库,你就可以告诉病人,具体到哪一序列发生了病变。”杨辉说。

    2017年11月28日,我国启动“中国十万人基因组计划”,这是我国在人类基因组研究领域实施的首个重大国家计划,也是目前世界最大规模的人类基因组计划。

    据悉,“中国十万人基因组计划”, 最终将绘制完成10万人规模的中国人基因组图谱和中国人健康地图。

    一旦基因组图谱绘制完成,就等于彻底破译了中国人体内2.5万个基因的密码,中国人的疾病健康和基因遗传的关系将一览无余。

    更让生命科学研究者欣喜的是,中国这个计划是当前世界上推进速度最快的基因组工程,将在4年内全部完成。

    中国克隆猴助力基因编辑研究

    在国内科研工作者的努力下,中国的基因研究进展迅速,在一些领域,如克隆技术等,甚至实现了弯道超车。

    自1996年第一只克隆羊“多利”诞生以来,20多年间,各国科学家利用体细胞先后克隆了牛、鼠、猫、狗等动物,但一直没有解决与人类最相近的非人灵长类动物克隆的难题。此前科学家曾普遍认为,现有技术无法克隆灵长类动物。

    中科院神经科学研究所孙强团队经过5年努力,成功突破了世界生物学前沿的这个难题。世界上首只体细胞克隆猴“中中”于2017年11月27日诞生,10天后,第二只克隆猴“华华”诞生。

    利用该技术,科研团队未来可在一年时间内,培育出大批基因编辑和遗传背景相同的模型猴。

    杨辉告诉《中国经济周刊》记者,有了克隆猴模型后,做基因编辑会更容易。“如果觉得哪些是致病基因,可以把体细胞在体外进行编辑后再进行克隆,完成移植。这是一个疾病模型,在猴子身上做一系列实验,了解疾病是怎么来的,然后用干预手段来治疗它。”

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    (网络编辑:刘冰倩)
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