基因编辑,是迷人的技术,还是潘多拉的魔盒

据环球网、人民网11月26日报道,11月26日,来自中国深圳的科学家贺建奎在第二届国际人类基因组编辑峰会召开前一天宣布,一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生。这对双胞胎的一个基因经过修改,使她们出生后即能天然抵抗艾滋病。这是世界首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿,也意味着中国在基因编辑技术用于疾病预防领域实现历史性突破。

作为一名无知的吃瓜群众,乍看这新闻差点觉得是个好消息。如果能用这个方法消灭绝症,难道不是个福音吗?人类也太“能干”了吧!技术已经发展到这个地步了?

但是再过脑子地想一下,就会发现这个技术的细思极恐之处,如此优化下去,是要诞生完美的超人呀!

看过一些分析文后发现,原来这次的基因编辑并不是什么创新技术,只是出于伦理的考虑,才一直没有实践。

不过抛开伦理问题,我很好奇,基因编辑到底是怎么回事?真的可行吗?人类对基因的探索已经到了什么地步呢?

手边正好有本轻科普读物,叫《迷人的技术》,而且也正好有章节涉及这个话题。我赶紧翻开扫扫盲。

基因编辑,是迷人的技术,还是潘多拉的魔盒

《迷人的技术》共10个章节,挑选了小行星开采、增强现实、生物打印、脑机接口等10个高精尖领域的技术进行探讨,这些技术的现状是怎样的?实现这些技术的挑战是什么?这些技术会以何种方式改变我们的生活?这本书就像一场大型预言,带读者纵观当下,展望未来。

作者是凯莉•魏纳史密斯及其丈夫扎克•魏纳史密斯,他们对自己的定位是“技术宅”,对这本书的定位是“为胃口更大的超级技术宅准备的”。为了完成这10个技术领域的撰写,两位作者查阅了大量资料,访问了众多相应领域内的专业人士。而出于趣味性的考虑,书中穿插了一些漫画和有趣的例子。这不是一本正经的科普,作者是想用轻松的方式告诉大众,科技发展走过的弯路,钻过的死胡同,还有一些稀奇古怪但有价值的事实。

我在第7章《合成生命机理》中找到了与基因编辑有关的内容,就让我们看看作者对这个话题是怎样阐述的吧。

人类一直在对生命机理修修改改,乐此不疲。

人类通过基因更改生命机理的历史由来已久。植物、其他动物、加工食物,人类总是想让一切都具有更多我们喜欢的性质,减少我们反感的性质。所以才有了诱变育种的“宝石红”葡萄、被驯化的狼、高热量的蛋糕——卡路里的运输变得如此省事。

但是靠基因突变来改良品种还是太呆板了,要是我们能精确地改变基因,同时确切知道将出现的结果会怎么样?没错,我们会制造出更好的品种,还可以让生命超越当前的极限。

所以每当我们对DNA有更好的了解时,总会试图去进行操控。只不过我们的祖先对DNA的改变极其缓慢,要历经很多代人才能实现微小的改变。

从这个角度看,能编辑人类自己的基因简直太有诱惑力了,更好的记忆力、更少的疾病、更长久的寿命。正如霍金所言,基因编辑,法律或许可以禁止,人性却难以抵挡其诱惑。

用科学的大炮围攻古老的大自然之谷

在各种分析文中,我了解到基因编辑是通过分子剪刀来实现的,那么分子剪刀究竟是怎样的工作原理呢?《迷人的技术》一书中给出了解释:

病毒感染细菌时,会把遗传物质碎片注入其细胞壁内。这些碎片会试图取代细菌的运行机制,从而制造更多病毒。这时,细菌体内名为Cas的蛋白质就会开始反击。反击成功后,Cas会把病毒的部分遗传物质填入细菌DNA中一个特殊的区域里,从而“记住”这种病毒。以后,细菌再碰见相同的病毒,便会辨认出这种病毒,然后在辨认出来的地方切除这种病毒的蛋白质。

所以蛋白质Cas便是那定向的“分子剪刀”,因为它永远只会在某个基因位置上剪切。

一个健康细胞的DNA被剪开后,会尝试把两个末端连起来,而在这种自我修复发生前,我们可以在这个缺口中放入合适的新分子。DNA弥合端口后,就成功地把新编码插入了一个细胞的DNA中。

书中还提到,2013年就有科研人员找到了将这个被称作CRISPR-Cas9的基因编辑技术应用于老鼠和人类的方法,那之后,在各种有机体的细胞中随意剪切病插接DNA就已经不是梦了。

技术上的可行,不代表可以为所欲为,这种对基因的修改无异于用科学的大炮围攻古老的大自然之谷。

瞎琢磨“生命的语言”可能会出什么问题?

通过CRISPR-Cas9技术,我们可以修补人类的遗传缺陷,治愈某些疾病,也有像贺建奎那样的科学家想用这个技术来治愈人类胚胎的疾病,改变遗传给子孙后代的基因。

“可发展到什么程度是个头呢?”

作者提出,如果能够修改人类胚胎,是不是意味着我们可以定制婴儿?头发、眼睛、肤色、甚至是智商。然而这个技术的耗资是巨大的,也就意味着只有富人能够生育超级宝宝,而穷人却不得不接受其实可以被轻易修复的遗传缺陷。这简直就是潘多拉的魔盒——灾祸之源。

但是作者也指出,生命机理其实有些像一间杂乱的阁楼,动了这边的东西,那边或许就会垮塌。我们并不知道这样的修改对后代会有怎样的影响,我们并不知道自己在做什么。更何况一个特定的基因一般只会讲一个故事的一小部分,绝大多数个体特征是很多不同基因的产物。

除了基因编辑,这一章里还介绍了基因工程中其他值得期待的项目,比如异种器官移植、修改酵母的DNA来制造疟疾药物、甚至是复活已灭绝的物种,写得非常生动,几段纯原理也加了很多比喻来帮助读者理解。让我不仅感叹,技术可以很迷人,也可以很灾难!

在其他章节中,与我们仅咫尺之遥的技术还有精准医疗、生物打印、脑机接口,读来十分过瘾。

原来,这个世界上每天都有奇妙的事情在发生,只是我们大多数人并未意识到。科学进步是让人激动的,它为我们创造了新的事物。而《迷人的技术》,则让了解这些新技术变得更趣味盎然。


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