重慶市萬州區(qū)周家壩郵局投遞站 王貞虎
“基因”,21世紀(jì)的代名詞——基因食品、基因營養(yǎng)、基因醫(yī)學(xué)、基因物種、基因人造血……仿佛世間萬物少不了基因,各個(gè)領(lǐng)域的話題也離不開它。
宗教信徒說,神創(chuàng)造了世界與生命;科學(xué)家則以“基因”解釋一切生命的起源,以基因作為破解各種疑難雜癥的出發(fā)點(diǎn)。時(shí)至今日,基因似乎是科學(xué)家關(guān)起門來埋首鉆研的秘密,而門外的我們,所知甚少,甚至一無所知。
每隔一段日子就掀起的基因話題,讓人們開始越來越關(guān)注這個(gè)組成生命的神奇密碼——基因。經(jīng)過近百年研究,基因科學(xué)一再締造神奇的突破,但對(duì)基因完全陌生的我們,卻隱隱有一股理不清的憂心忡忡。
這樣的憂慮并非毫無來由或杞人憂天,科學(xué)的目的在于造福人類,但太多太多的例子讓人看到水能載舟亦能覆舟的實(shí)例。
如果基因是掌控生命甚至未來世界的關(guān)鍵,那是否意味著掌握基因工程者就能掌控世界所有人的生命?
當(dāng)基因工程演化到“合成”的地步,“無中生有”地創(chuàng)造出一個(gè)人時(shí),科學(xué)家也擔(dān)心基因工程會(huì)面臨失控的危機(jī),屆時(shí)駭客有可能通過改造病毒和細(xì)菌,實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦的控制,甚至導(dǎo)致生物恐怖主義的威脅——開發(fā)控制人類思維的生物武器!
無論如何,迄今為止,我們所看到的基因工程研究和成果,大多是用于正面用途,特別是醫(yī)學(xué)方面,在對(duì)抗病毒和細(xì)菌方面,確實(shí)一再突破,貢獻(xiàn)良多。
人類對(duì)基因的探索歷史很久,只不過一直沒有“科學(xué)化”。1865年,孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,自此人類加速對(duì)基因的探索。1909 年,丹麥植物學(xué)家威廉·約翰森造出了“基因”一詞,從此沿用至今。
科學(xué)探索和研究基因,美國起步最早,英國、法國、德國及歐盟等國家及組織陸續(xù)跟隨。美國國家衛(wèi)生研究院于1990 年就開始推行“人類基因組計(jì)劃”,直到2003年結(jié)束,將基因工程推向新的階段。
人類基因組草圖公布于世后,在醫(yī)學(xué)、法學(xué)、生命倫理等方面都有著深遠(yuǎn)的影響,甚至是翻天覆地的變化?;乜粗袊?,基因科學(xué)研究目前受人矚目,堪稱“突飛猛進(jìn)”。
很多人其實(shí)一直搞不清楚,基因和脫氧核糖核酸(DNA)是否一樣?兩者之間又有什么關(guān)系?脫氧核糖核酸(DNA)是一個(gè)統(tǒng)稱,里面有很多很多的基因,所以基因只是DNA的一小部分。
簡(jiǎn)單而言,DNA好像是一條很長的繩子,可以切成很多小段。能夠獨(dú)立制造出蛋白質(zhì)的,或是核糖核酸(RNA)的這一小段,就有資格稱為“基因”。
一個(gè)生命體內(nèi)的所有DNA,就是基因組。世間萬物都有基因,大至人類、動(dòng)物、植物,小至細(xì)菌和病毒,都有各自的基因組。個(gè)人的遺傳性疾病,就是取決于基因組里是否有缺陷。
若將卷曲的DNA 螺旋喻為梯子,那么梯子的每一個(gè)階段都包含了一堆化學(xué)分子,即堿基。這些組成堿基的化學(xué)分子共有4 種,簡(jiǎn)寫為A、C、T、G,A 堿基必定與T 堿基配對(duì),C 堿基則與G 堿基配對(duì)。這些化學(xué)堿基的順序,就是DNA的訊息內(nèi)容。
所謂的一個(gè)基因,就是DNA云梯中的一段,帶有一小捆有功能的訊息。最短的基因長度僅有數(shù)百個(gè)堿基對(duì),最長的基因則有200 萬個(gè)以上?;蚪M越長,缺失的幾率就越高。基因是遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)單位和功能單位。
人類基因組學(xué)將大約30 億個(gè)遺傳密碼排列順序進(jìn)一步破解,也開啟了生命科學(xué)的新紀(jì)元??梢赃@么說,20 世紀(jì)后半葉是資訊時(shí)代,21世紀(jì)上半葉則是生命科學(xué)為主宰的新時(shí)代。
基因科學(xué)涵蓋醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、食品、化工、材料、能源環(huán)境甚至軍工等領(lǐng)域,發(fā)展前景備受看好,也引發(fā)激烈的爭(zhēng)辯。
隨著基因工程研究日趨精細(xì)化,其最新發(fā)展一再帶來巨大突破。當(dāng)人們?nèi)栽谡務(wù)撁撗鹾颂呛怂幔―NA),基因科學(xué)已經(jīng)深入到核糖核酸(RNA),也是基因研究中被研究得最多的目標(biāo)。
人類一開始高度關(guān)注蛋白質(zhì),后來突破到以更細(xì)小的DNA 為主角,再不斷往精細(xì)處研究,RNA 就是最新的突破,也是基因工程里最熱門的研究之一。
人們對(duì)遺傳疾病的進(jìn)一步認(rèn)知,是以DNA為主線的——一個(gè)人若擁有癌癥的DNA,則屬于風(fēng)險(xiǎn)人群,但其成長過程和環(huán)境,也為與生俱來的遺傳因子帶來許多變數(shù)。
然而,一個(gè)人雖然有乳癌的DNA,卻不代表一定有乳癌,除非有關(guān)的DNA或基因生產(chǎn)出癌細(xì)胞、癌蛋白質(zhì),才會(huì)有腫瘤。
我們要如何確定這個(gè)DNA 會(huì)不會(huì)轉(zhuǎn)變成腫瘤?靠的就是RNA和蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。若一個(gè)人的RNA沒有癌基因,也沒有產(chǎn)生癌蛋白質(zhì),那此人即使有乳癌的DNA,基本上也不會(huì)有乳癌。
RNA 的出現(xiàn)對(duì)醫(yī)學(xué)帶來最大突破。所有人都有癌的基因,但人類身體里的某些RNA,卻具有抑制癌細(xì)胞的功能,這些RNA就存在于人類的自然免疫系統(tǒng)內(nèi)。以植物為例,一朵紅色的花,本身所擁有的DNA、RNA 和蛋白質(zhì),可以決定花朵顏色。若要改變花的顏色,只要將花的RNA 取出,無需動(dòng)到DNA,也能達(dá)到改變花色的效果。因?yàn)闆]有了RNA,就無法產(chǎn)生紅色素的蛋白質(zhì)。
不論是花朵顏色還是癌細(xì)胞,其原理是一樣的——只要把癌細(xì)胞中的RNA除掉,就不會(huì)產(chǎn)生癌細(xì)胞,即不會(huì)長成腫瘤,不會(huì)發(fā)病。
除了RNA,還有一項(xiàng)令人覺得匪夷所思的最新研究——細(xì)菌的溝通。英國科學(xué)家巴斯勒研究發(fā)現(xiàn),細(xì)菌和人類一樣,也有自己的溝通語言,而細(xì)菌就是通過這樣的溝通,決定是否生產(chǎn)能夠攻擊人類的蛋白質(zhì)。過去人們認(rèn)為遺傳病是源自本身所擁有的某種特定基因,卻沒有人想到,細(xì)菌本身也會(huì)說話,會(huì)有自己的溝通方式,并且通過這樣的溝通,決定是否讓存在于人體本身的基因活躍起來。
簡(jiǎn)單舉例,我有一種基因,但這個(gè)基因是否活躍,要不要產(chǎn)生蛋白質(zhì),就是由細(xì)菌“開會(huì)”決定。比如一種令人類生病的蛋白質(zhì),其產(chǎn)生的病菌本身本來很小,面對(duì)龐大的人類軀體,細(xì)菌就開始繁衍,增加病菌的數(shù)目,從極少量增加到百萬、千萬、億萬,直到數(shù)量足夠。
這時(shí),細(xì)菌就會(huì)通過感應(yīng),計(jì)算細(xì)菌數(shù)目的多寡,就像小學(xué)生報(bào)數(shù),1、2、3、4……然后開始溝通,產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì),化學(xué)物質(zhì)與DNA連在一起,令病菌的基因活躍起來,且是數(shù)以百萬、千萬、億萬個(gè)細(xì)菌同一時(shí)間活躍,產(chǎn)生蛋白質(zhì)攻擊人類。
原本一只細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì),可能只有1 毫克,但1 億只病菌就能產(chǎn)生大約1 千克的蛋白質(zhì),廣東俚語有云“蟻多摟死象”,當(dāng)所有的細(xì)菌團(tuán)結(jié)一致,體積微小的它們,也足以干掉一只很大的動(dòng)物、植物,甚至人類。
簡(jiǎn)而言之,一個(gè)人帶有某種疾病的基因,卻不代表一定會(huì)罹病,最主要是由體內(nèi)的細(xì)菌決定是否要生產(chǎn)蛋白質(zhì),讓這個(gè)基因活躍起來。這是細(xì)菌學(xué)里最新的觀念,也是一項(xiàng)非常大的突破。