基因编辑婴儿诞生,科技与伦理的界限被打破了吗?

基因编辑婴儿诞生,科技与伦理的界限被打破了吗?

昨日,一则新闻突然刷爆了网络:“世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿在中国诞生。”

一开始,新闻及评论的画风是这样的:“厉害了我的国”、“为我国医学取得这么大的突破,疯狂打call”。

可随着122位科学家发联合声明对此事进行强烈谴责之后,诸如“潘多拉魔盒已经打开”、“人类应该遵循自然”、“看似是人类前进的一步其实可能是走向灭亡的第一步”的言论在不断暴涨。

诺贝尔奖获得者戴维·巴尔的摩教授对此事也发表了自己的看法:他没有看到任何研究结果,事件不符合伦理,此事很不幸。

之后,深圳市医学伦理专家委员会发表声明称将启动对该事件涉及伦理问题的调查。同时,国家卫健委也做出回应,将依法依规处理。

事件还在持续发酵,但是相信不久之后我们就能看见调查结果。

作为非专业人士的我们,或许可以借此了解一下基因到底是什么?它从何而来?基因又与人体之间是怎样的关系呢?

为此,小狮子翻出了《基因魔剪》这本书,文中提到的基因组编辑技术被学术期刊《Science》评选为年度十大科学突破之首,并被视作最能体现科学界发展和成果的代表。让我们一起来get基因编辑发展过程和前沿动向吧。

基因编辑婴儿诞生,科技与伦理的界限被打破了吗?

《基因魔剪:改造生命的新技术》节选

我们人类的身体大约由60兆个细胞构成,其中的每一个细胞都具备细胞核。而在这个细胞核里,容纳着46条染色体,其中有半数——也就是23条——继承自父亲,另外23条则继承自母亲。具体到每一条染色体,则呈现为双螺旋结构的“DNA”。DNA是脱氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid)的缩写,它记录着人体的遗传信息。自从1953年DNA的双螺旋结构模型被确立之后,基因研究就进入了飞速发展的时期。

DNA由A(腺嘌呤)、T(胸腺嘧啶)、G(鸟嘌呤)、C(胞嘧啶)这四种碱基排列而成。其中A与T配对,G与C配对,形成双链(doublestranded)结构。同时,这些碱基的排列顺序所蕴藏的信息就是基因。据说,人类所拥有的基因数量在两万个左右。

而这些DNA所蕴藏的全部基因信息,统称为基因组(genome)。这个单词源自基因(gene)和染色体(chromosome)的组合。

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那么,基因的作用是什么呢?基因是蛋白质的设计图。我们的身体有一大半由蛋白质构成,无论是人类还是其他哺乳动物,甚至植物,都可以说是依赖于蛋白质而存在的。食物的消化过程、细胞之中的各种化学反应,都必须有名为酶的蛋白质的参与才能完成。组成身体并执行运动机能的肌肉以及各种激素,大多数也是蛋白质。

因此可以说,基因全面掌控着生物的身体构造及其基本特征。只要对基因进行操作,就能改变生物的形态和特征。

听到可以操纵基因的技术,大家脑海中最先浮现的一定是基因重组吧。根据日本厚生劳动省下发的宣传手册中的定义,所谓基因重组,指的是“从生物细胞中提取具备有用性状的基因,组合到植物等生物的细胞基因中去,令其获得新的性状”。简而言之,基因重组是一种能“插入”跨越生物种属的新基因的技术。它出现于20世纪70年代,在发展中逐步应用于实践,取得了诸多成果。

以前,治疗糖尿病的药物胰岛素只能从猪等动物的心脏内提取,在采用了基因重组技术之后,才实现了大规模生产。将人胰岛素的基因组合到大肠杆菌或酵母的基因中,然后进行培养,就能大规模制造出人胰岛素。这为糖尿病的治疗做出了巨大贡献。

基因重组也被应用于某些植物的品种改良领域。大家应该都听说过具备除草剂抗药性的大豆,以及对害虫有抵抗力的玉米。除了利用病毒和细菌之外,也有其他的基因插入方法,比如对于动物,最常用的就是将基因直接注入受精卵中。

在日本国内,广为人知的基因重组植物是蓝玫瑰。接下来就以此为例,对基因重组和基因组编辑的区别进行说明。

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蓝玫瑰在自然界中原本并不存在。三得利株式会社的研究小组于2004年宣布其使用基因重组技术开发蓝玫瑰,并获得了成功。他们将玫瑰的基因与三色堇生成蓝色素的基因进行融合,制造出了蓝色的玫瑰。但从开始到成功,他们花费了14年时间。据悉,在开发过程中研究人员遇到了各种难题,比如该选择什么基因,该在哪个位置插入。不过,还是让我们先把注意力放在基因之间的融合到底有多困难这一点上吧。

如果把一连串的基因当作排成一列的积木,那么我们首先得搞清楚,蓝色的基因该插到哪里。在操作基因重组技术时,想要往细胞中插入代表蓝色基因的蓝色积木,很可能受到成列的积木排斥而插不进去,也可能无法瞄准插入点,插到了错误的地方,甚至多插了好几个。整个过程不可控,只能大量重复蓝色基因的插入操作,经过几千、几万次的尝试,从中挑选出恰巧符合预期的插入结果。也就是说,基因重组仍然依赖于偶然性,必须耗费漫长的时间和大量的劳动,并非人人都能做到。

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而能让这个过程精准完成的技术,就是基因组编辑。采用基因组编辑,可以把基因正确地插入所瞄准的位点。同样以积木为例对这个过程进行说明。首先,切开基因所瞄准的位点,使其丧失功能;此时,被切开的位点就出现了一个间隙,可以趁机将蓝色基因插进去;被切断的基因会尝试进行修复,从而与蓝色基因融合到一起。结果就是蓝色基因成功实现了插入。

对基因进行剪切粘贴,这项技术确实是名副其实的对基因进行“编辑”的技术。

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