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中科院院士:未来将像逛超市一样选器官

  为什么蚂蚁出生就决定了它们是蚁后还是工蚁?现代基因技术已经发展到了什么程度?未来人们可以依靠基因科技解决哪些难题?上周六,中国科学院院士、深圳华大基因研究院董事长杨焕明教授在东南大学医学院举办了一场有关基因的讲座,这位曾经领衔过“人类基因组计划——中国卷”基因测定任务的院士深入浅出地讲解了有关基因的方方面面知识。

  “基因”眼光解读生命

  “动物本能”暗含基因密码

  “为什么有的蚂蚁生下来就是蚁后,‘养尊处优’只需负责生育?有的蚂蚁却是工蚁,天天得干活,有的蚂蚁天生是兵蚁,得豁出命去‘打仗’?”杨焕明院士说,以往的解释是这些都是动物的本能,是大自然的选择,但动物的本能从何而来,将来也许可以用基因来解释。杨焕明领衔的华大基因研究院也曾经测定过两种群体性程度不同的蚂蚁种类的基因,发现两者确存在差别。

  杨焕明说,已知的亚洲人和欧洲在基因序列上有0.7%-2%序列差异,因此在某些病毒易感程度上出现不同等一系列的现象。即使同是黄种人,汉族人和藏族人基因也存在差异。经过科学家的测定,某个基因的表现型在汉族出现频率只有5%,但在藏族人群中出现频率达到95%以上,这个基因可以解释,为什么藏族人更适应缺氧,更适应在高原上生活。

  看基因图谱预测孩子性格

  “在将来,每个人都可能拥有自己的基因图谱,并且价格也相对低廉。”杨焕明说,基于基因技术的全新基因医疗很有可能实现。孩子一出世,只要查看基因图谱,就可以预见孩子可能在什么阶段生什么病,甚至是孩子将来的性格也可以预测。拥有了自己的基因图谱之后,就可以像查字典一样,把出了问题的基因“逮住”,然后用最直接的方法使基因恢复正常,在生病时,也可以根据每个人的“基因特点”,选择对患者最为有效、副作用最小的药品。未来,“基因图谱”甚至还可以作为生活的“参考书”,通过调整生活方式让我们的生活和基因更和谐。

  人类扮演“上帝”四步曲

  基因技术曾让国外媒体发出过“上帝已死”的评论,掌握了基因技术的人类,越来越可能“上帝”化。在杨焕明的讲座中,过程有4步。

  第一步:改造现有物种

  代表技术:转基因

  人类对物种的改造历史悠久,但转基因技术的出现是一个革命性的变化。现在转基因不是个冷门的词汇,更现实的情况是,它已经渗透到我们生活的方方面面。

  转基因技术指的是从某种生物中提取所需要的基因,再将其转入另一种生物中,使其与另一种生物的基因进行重组,从而产生特定的具有变异遗传性状的物质。“比如大家熟知的水稻,每一种水稻品种都有弱点,通过杂交等手段产生的新品种,弱点依然会存在。但是使用转基因手段,可以定向改造水稻,培育出高产、优质、抗病毒、抗虫、抗除草剂等的作物新品种。这种方法是杂交等传统方式难以获得的。”杨焕明说。

  第二步:生命复制

  代表技术:克隆

  1996年,一只名叫多利的羊让世界瞩目。这只用乳腺细胞“克隆”出的羊改变了以往只能由胚胎细胞“复制”生物的情况,被美国《科学》杂志评为当年世界十大科技进步的第一项。此后,克隆技术在科学界也成为最前沿、最热门的领域。

  克隆技术可以用于器官移植,造福人类;也可以改良物种,给畜牧业带来好处。“现在,几乎所有的哺乳动物都可以被克隆,不仅是乳腺细胞,皮肤的表皮细胞也可以。一个解剖镜、一把切片小刀,一个技术人员一天可以做上两三百个拥有新核的克隆细胞。”杨焕明说。

  杨焕明院士所说的哺乳动物中,当然也包括人类。由于通常所说的克隆人在总体上违背了生命伦理原则,所以,科学家的主流意见是坚决反对的。

  第三步:制造器官

  代表技术:人工诱导干细胞

  干细胞是一类未分化的、具有无限分裂能力的细胞。它具有发育的全能性,能分化出成体动物的所有组织和器官。干细胞的用途非常广泛,涉及到医学的多个领域。比如,以干细胞为“种子”,可以培育出人的组织器官。

  “以器官移植为例,供体的缺乏是一个世界性的难题,但是人工诱导干细胞可能改变这一状况。”杨焕明说,通过人工诱导干细胞来形成皮肤等一些简单的组织和膀胱等简单的器官,在技术上已经实现。

  第四步:创造生命

  代表技术:合成生物学

  去年5月20日,美国私立科研机构克雷格·文特尔研究所的一个科学家小组在美国《科学》杂志上宣告世界上首例人造生命诞生。这个被命名为“辛西娅”的人造细胞,是完全由人工设计、化学合成的,并且可以正常生长,是地球上第一个由人类制造的能够自我复制的新物种。

  杨焕明说,从这个小细胞开始,人类扮演了“上帝”的角色,这个小细胞是合成生物学的一大步,标志着人类已经从阅读序列到创造序列,从解读基因组到重写基因组,完成了质的转变。生命的本质已经变成了序列的、数据的,“爹娘”成了计算机,生命也是可以设计的。

  基因技术:天使还是魔鬼?

  基因技术发展到今天,已经取得了令人惊讶的进展。基因技术正在改变我们的生活,那科幻小说及电影中充分描绘的一幕幕“悲喜剧”是否会真正实现呢?

  喜 器官移植将不再困难

  在目前的器官移植上,供体缺乏的问题一直没有被解决。但杨焕明教授指出,在提供可供人类移植的器官上,目前技术已经有多种。“比如转基因技术,可以使猪的内脏器官被移植到人体身上,而不会受到人体免疫系统的排斥。通过人工诱导干细胞分化,将来也可能大量‘产出’器官来。”杨焕明院士介绍,国外甚至已经成功完成了这样的实验,通过基因技术让老鼠长出两个心脏,将其中一个心脏组织去除后,结合转基因和克隆技术让老鼠长出如假包换的人的心脏来。目前这些“生产器官”的基因技术虽然离应用还有很长的距离,但是可以设想,一旦实现,供体器官将不再是短缺,人们甚至有可能像逛超市一样选择自己需要的器官。

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