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    “生命解碼”到“基因編輯”:完美人類會誕生
    來源:???? 作者: ???? 2016-10-08 11:39???????

     

    新華社北京8月7日電 題:“完美人類”會誕生嗎?——從“生命解碼”到“基因編輯”

    新華社記者黃堃 楊駿 林小春

    健康、聰明、美麗……這些人人向往的優良品質,能夠完美集成在一個人身上嗎?在生命之初的胚胎階段,基因編輯技術的運用,能夠完善基因的表達和功能,減少先天性疾病、顯現優質性狀,甚至“完美人類”的誕生都有可能。

    一些先鋒科學家希望通過研究,在未來10年內合成一個完整的人類基因組。當然,涉及人類基因的研究必須經歷嚴格的倫理審視。基因編輯技術目前不能逾越紅線,用來制造“完美人類”。

    新一輪方興未艾的基因研究浪潮中,涌現不少中國面孔,中國“基因剪刀手”正在集體崛起。

    人類將編寫“生命天書”

    什么技術,3次入圍頂級學術刊物《科學》雜志評選的年度十大突破,更成為《科學》和《自然》雜志雙雙關注的焦點?

    什么技術,興起僅3年就風靡全球生物醫學研究機構,成為人類可能改造自身的利器?

    答案是:“基因剪刀”。

    “基因剪刀”的正式學術名稱是基因編輯技術。

    眾所周知,脫氧核糖核酸(DNA)是重要的遺傳物質,它呈螺旋互繞的雙鏈結構,在DNA鏈條上,一個具有某種功能的片段就是基因。基因編輯技術可以斷開DNA鏈條,對其進行改動,然后重新連上,就像人們寫作時編輯文字那樣。由于對DNA鏈條有剪斷操作,它又被形象地稱為“基因剪刀”。

    基因組常被稱作是“生命天書”。1990年至2003年,美英法德日中六國科學家共同實施了“人類基因組計劃”,推動了基因測序技術發展,掌握了閱讀“生命天書”的能力。

    “基因剪刀”的出現,使得科學家們可以編寫“生命天書”。

    今年6月,全球25名基因研究領域的科學家聯名在《科學》雜志上宣布,今年內將啟動“人類基因組編寫計劃”,目標包括在10年內合成一個完整的人類基因組。

    “我們希望更好地了解人類基因組,并推動基因編輯和合成技術的發展。”30歲的中國學者楊璐菡對新華社記者說。她是“人類基因組編寫計劃”最年輕的發起人之一,目前在哈佛大學從事基因研究。

    全球最流行的“基因剪刀”是2013年興起的CRISPR-Cas9技術,主要發明者之一是出生在石家莊的美籍華人科學家張峰。

    中國基因研究從追隨到領先

    今年8月,中國科學家將在全球首次利用CRISPR-Cas9技術進行人體臨床試驗。四川大學華西醫院教授盧鈾領導的團隊將用這一技術改造免疫細胞,并注射入病人體內,以治療非小細胞肺癌。

    在全球首次運用“基因剪刀”修改人類胚胎基因的,也是一位年輕的中國科學家。2015年,中山大學八零后科學家黃軍就利用這一技術修改人類胚胎中可能導致β型地中海貧血的基因。黃軍就也因此被《自然》雜志列入全球十大科技人物。

    另一位因為運用“基因剪刀”而獲得《自然》雜志獎項的中國科學家是高彩霞。她是中國科學院遺傳與發育生物學研究所的植物生物學家,她與實驗室同事在全球率先在農作物,特別是小麥和水稻上成功使用了這項簡潔的革命性基因編輯技術。

    以“人類基因組計劃”為代表的上一輪基因研究浪潮中,中國科學家處于追隨的位置。這是因為主要基因測序工具都是國外科學家發明的,而中國科學家承擔的工作量只占整個計劃的百分之一。

    今天,許多在中國完成的基因編輯工作具有開創性。黃軍就對人類胚胎基因的編輯是世界首次,且在國內完成。

    高彩霞則在中國解決了小麥基因編輯的全球性難題。小麥的基因工程以高難度著稱,部分原因是許多小麥品種都是六倍體。美國明尼蘇達大學植物生物學家丹尼爾·沃伊塔斯說,高彩霞被公認為是“全球優秀小麥基因工程專家”。

    “中國在基因編輯領域的發展,與分子生物學的學科發展密切有關,也離不開國家科研投入的增長。”北京大學理學部主任、生物學家饒毅對新華社記者說。

    “改革開放后,我國迎來科學復蘇,正好趕上分子生物學技術發展的一個高峰,我國從上世紀八十年代開始引進分子生物學技術,打下了較好的學科基礎。新一輪高峰到來時,中國很容易跟上學習、應用,一些用心的科研人員做出國際一流的成果也不足為奇。”饒毅說。

    近年來中國科研投入不斷增加,也培育了一批熟悉分子生物學的人才。高彩霞是60后,黃軍就和楊璐菡是80后。

    生命完善的新藍圖和新倫理

    “基因剪刀手”們將把我們帶向何處?未來的生活會有多大改變?這也是普通百姓關心的實際問題。

    從近期來看,基因編輯技術可促進相關醫療領域的發展,將為治療疾病開辟新的途徑。例如黃軍就的研究成果為治療一種在中國南方兒童中常見的遺傳疾病——地中海貧血癥提供了可能,而盧鈾將開展的臨床試驗是試圖通過修改免疫細胞的基因來達到治療肺癌的目的。

    目前,全球具有器官移植需求的病人不在少數,而捐獻的器官數量有限。異種器官移植也被“人類基因組編寫計劃”列為6個先導項目之一。

    科學家們正在研究如何用豬培育可供移植的器官。目前的技術障礙之一是豬體內存在一些有害基因,可能給人類帶來新的疾病。2015年,楊璐菡等科學家使用基因編輯技術,去除了豬基因組中62個有害基因,掃清了豬器官用于人體移植的一大障礙。

    “我們通過編輯基因組更好地了解我們的生命密碼,指導我們預防、治療疾病。”楊璐菡說。

    從遠期來看,基因編輯技術可能開啟一個現在無法想象的全新世界。最典型、也是最受質疑的就是關于創造生命或創造人類的問題。

    早在2010年,美國基因組研究先驅克雷格·文特爾等人就曾合成一個包含約100萬個堿基對的細菌基因組,并將其移植到細菌體內工作。這是在全球首次制造合成生命,引起科學界轟動。

    “人類基因組編寫計劃”的目標之一是合成一個完整人類基因組。人類基因組有約30億個堿基對,合成難度很大。

    需要說明的是,“人類基因組編寫計劃”只是提出合成人類基因組,并不涉及胚胎,沒有提議在基因組基礎上制造所謂的“無父母嬰兒”。盡管如此,仍然多有倫理方面的質疑。涉及人類基因的研究必然要經歷嚴格的倫理審視。

    2015年底,中美英等多國科學家和倫理學家在華盛頓舉行“人類基因編輯國際峰會”。會后聲明劃出的紅線是,禁止出于生殖目的而使用基因編輯技術改變人類胚胎或生殖細胞。這意味著,用“基因剪刀”幫助自己治病可以,但不能用它來制造完美的下一代。

    “人類基因編輯國際峰會”的參與者也達成共識,認為“對生殖細胞編輯的臨床使用應定期評估”。

    “基因革命有兩波熱潮,第一個浪潮是讀基因,也就是基因測序;第二波是編輯基因組,”楊璐菡對新華社記者說,“從科技發展的角度來說,‘基因剪刀’只是基因修改技術的開始,我們在工具的性能和應用上還有很大想象空間。”(參與記者:張漫子)

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