為什麼人類的基因這麼少?(圖)


2003年,當人類基因組計畫接近完成的時候,生物學家在歡呼這一成就的同時,驚奇地發現人類的基因數量比原先估計的少,是的,人只有大約2.5萬個,而原來認為應該有10萬個。相比之下,一種非常簡單的生物——線蟲也有2萬個基因。擬南芥植物的基因數量比人類稍多,而水稻的基因數量則是人類的一倍。科學家認為,基因組運作的方式應該比以前認為的更加靈活和複雜,他們正在探尋這些少用基因多辦事的分子機制。




從人類社會誕生以來,人類就沒有停止過對自身的思考。人類在探索,認識世界的過程中也不斷地提高對人類自身的認識。古代的醫學發現,近代的遺傳學說,進化論的確立,為人類更完全地認識自己奠定了堅實的基矗隨著人類在其他科技方面取得的巨大成功,生命科學的研究也越來越深入到了生命的根本奧秘中。

人類的遺傳信息以核苷酸順序的形式貯存在DNA分子中,它們以功能單位在染色體上佔據一定的位置,構成基因。基因組就是細胞內遺傳信息的攜帶者——DNA的總體。基因組中不同的區域具有不同的功能,有些是編碼蛋白質的結構基因,有些是複製及轉錄的調控信號,有些區域的功能尚不清楚。基因組結構是指不同功能區域在整個DNA分子中的分布情況。人類基因組包含著決定人類生、老、並死以及精神、行為等活動的全部遺傳信息。所以搞清楚核苷酸順序無疑將對人類最終完全解開遺傳之謎提供最直接的幫助。

1986年,著名生物學家、諾貝爾獎獲得者雷納托杜爾貝科(Renato Dulbecco)在Science雜誌上率先提出「人類基因組計畫」(Human Genomic Project,簡稱HGP)。1990年10月,美國政府決定出資30億美元正式啟動「人類基因組計畫」,預期到2005年拿到人體的全部基因序列(共約30億個鹼基對全序列);隨後研究其相互作用和基因功能,從而揭開人類全部遺傳信息之謎,使人類對自身的認識達到一個新的高度。人類基因組計畫可以說是人類有史以來最為偉大的認識自身的世紀工程。此項計畫的實現,將對全人類的健康,生命的繁衍產生無止境的影響。按照設想,鹼基對測序完畢之後,科學家將分析鹼基如何組成基因以及各種基因有什麼功用等。弄清全部基因的位置、結構和功能,將為人類征服多種疑難病症鋪平道路。

「人類基因組計畫」啟動以後,歐洲、日本、前蘇聯、巴西、印度、中國迅速跟進,紛紛加入到此項意義重大的研究中。我國於1999年7月在國際人類基因組註冊,得到完成人類3號染色體短臂上一個約30Mb區域的測序任務。該區域約佔人類整個基因組的1%,簡稱「1%項目」.這標誌著我國已掌握生命科學領域中最前沿的大片段基因組測序技術,在開發和利用寳貴的基因資源上已處於與世界發達國家同步的地位,在結構基因組學中佔了一席之地。

那麼「人類基因組計畫」到底為什麼具有如此大的魅力?吸引了如此多的國家和眾多的生物科學家參加到其中的研究?其實,對人類基因組的研究不僅僅地是一項科學研究,它很可能暗含著將是21世紀最大的商機。

基因是生物製藥產業的源頭、生長點和制高點,源於基因的技術拓展將是21世紀製藥企業開發新品的基矗目前,世界上各大製藥、化工和農業公司都在積極地進行改組、合併和建立新聯盟,以通過基因相關的研究和開發加強自己的競爭實力。儘管基因產業所需的投資數目非常大,探索工作也非常艱辛(比如分離囊性纖維病變基因花了十年時間,耗資1.5億美元以上),但一旦拿到一個能夠編碼重要功能蛋白的基因後,其回報將是無比豐厚的——發現者可以獲取該基因的專利,科研人員可以之進行相關研究並設計相關的防治藥物,醫藥公司可在專利期滿之前獲取市場巨額壟斷利潤。可以說,一個基因可以成就一家企業,甚至帶動一個產業。所以,對科學家來說,「人類基因組計畫」給他們帶來的是對人類自身認識的一次重大飛躍,是人類戰勝疾病的希望;而對於不惜血本投入大量資金讓科學家研究基因組的政府和企業,更多的看到的是研究成功後所帶來的市場壟斷和超巨額利潤。

於是,一場沒有硝煙但關係非同尋常的「基因戰」早以打響。國家與國家之間,官方研究項目與私營機構之間都存在著異常激烈的競爭。今年5月24日,代表官方參與「人類基因組工程」的科學家宣布,將於6月15日公布首幅人類遺傳密碼「工作草圖」。同時,美國賽里拉(Celera)遺傳公司也透露,將在6月份發布自己的"工作草圖".這意味著,破譯人類遺傳密碼的競賽已進入最後衝刺階段,決定人類生、老、並死以及精神、行為等活動的全部遺傳信息的奧秘即將被人類自己揭開,巨大的商機也開始向基因組研究的投資者招手。

人類基因組計畫被認為是人類最偉大的認識自身的科學探索之一,其意義甚至超過阿波羅登月計畫,我們人類開始揭示隱藏在自身的奧秘,我們的生命和行為即將因為它而改變,它所帶來的是一場生命的革命,同時,它將以前所未有的力量衝擊人類的道德、倫理觀念。

掌握了自身基因組奧秘的人類將不再畏懼過去聞之色變的各種"癌",我們可以改變與生即來的某些缺陷,我們甚至可以實現永葆青春。但是,我們又不得不擔心,因為和掌握核能力一樣,基因能給我們帶來福音,也能給我們帶來可怕的負面影響——重組基因可以改變人類固有的特徵。

二戰時期,希特勒就曾經組織大量科學家研究如何"製造"出最優秀的純種雅利安人,可當時的科學沒有達到那一步的能力,但是,很可能就是20年後,這種想法完全可能實現。我們不但可以複製某個人,我們還能像工廠生產玩具一樣批量"生產"按顧客需要設計的,合乎數據規定的「人造人」!

前一段時間克隆生物的出現就引起了各方面的擔心和憂慮,如果「人造人」真的出現了,我們該怎麼辦呢?我們的下一代還能是自然的人嗎?我們固有的倫理、道德還能適用於我們將來的社會嗎?



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