置我山窗
一粒豌豆能让你想到什么?安徒生童话里一夜难眠的公主?还是《植物大战僵尸》中的“豌豆射手”?
对比起来,“现代遗传学之父”格雷戈尔·孟德尔(1822年-1884年)要务实得多,他想到的是通过豌豆实验,获得优良的品种。为此,他从34种豌豆中,精心挑选出茎长不等、种皮颜色不同的22种豌豆进行栽种。8年的时间过去了,他的豌豆早已籽实离离,孟德尔的心境却早不似当年。他认真地记录着每一代豌豆的性状和数目,发现生物遗传的基本规律——在预先可测知规律下控制的组合,父母可将其独特的特性传给子女。
虽然,孟德尔并没有直接观测到基因,只得出一个“遗传因子”的概念,但是关于基因、遗传奥秘的探索,却由此揭开。
一个新生儿拥有10根手指、10根脚趾,一切看起来都很正常。但是在电影《千钧一发》中,通过基因检测发现,一个自然孕育的婴儿文森特未来精神状况出问题的可能性有60%,注意力分散失调的可能性有89%,心脏失调的可能性有99%,最关键的是,文森特可能活不过30岁。为此,他的父母决定再生一个孩子。这一次,他们选择了基因工程,不仅指定了孩子的性别、样貌,甚至把所有疾病和染上不良癖好的可能都一一排除。
兄弟俩日渐长大。和弟弟比起来,文森特的基因确实显得“掉链子”,他不够高也不够强壮,戴着眼镜,佝偻着背,和高大强壮的弟弟形成了鲜明对比。更不公平的是,尽管文森特拼尽全力锻炼身体弥补自己资质的不足,甚至在比拼勇气的游泳比赛中,战胜了自己“完美”的弟弟,但是作为科学检验出有“基因缺陷”的人类,他只能从事一些最基本的体力劳动。而他的梦想——成为宇航员,更是对基因有着近乎苛刻的要求。为此,文森特决定铤而走险,与一名拥有完美基因,却在一场事故中瘫痪的男子互换身份。文森特千方百计隐藏自己的基因信息,每天都认真清洗掉自己的皮屑毛发,坚决不留下任何蛛丝马迹。可是,就在他即将实现梦想的时候,一桩凶杀案却让他陷入危机。
《千钧一发》这部1997年上映的电影,将基因决定命运作为故事的背景。对比19世纪孟德尔提出的“遗传因子”,一个世纪的时间让人类对于基因的认识突飞猛进,不仅创造了“基因”这个词,证明了基因的本质,对于改造自身基因也有了可以落地的想象。电影中的基因改造不仅能排除人类的疾病隐患,而且对于个人特质也能进行人工干预。
电影之外,人类也对改造自身基因,做了一番探索。
人类是由真核细胞构成的生物,真核细胞具有由染色体、核仁等构成的细胞核。染色体是细胞核中载有遗传信息的物质,主要由DNA和蛋白质组成。DNA就是我们生命的“指挥官”,它能引导生物发育与生命机能运作。含有遗传信息的DNA片段被称为“基因”。
一个人有2万多种基因,不仅决定一个人出生时是否四肢健全、心肺功能齐全,或大脑百亿个神经元是否准备得当,而且储存着生命的种族、血型、孕育、生长、死亡等过程的全部信息。由于大多数遗传性疾病是一个基因发生突变造成的,所以人类设想,如果能从这些基因中找到病变的基因,对目标基因进行“编辑”,是不是就能解决遗传性疾病的问题?
有一位科学家这样解释基因编辑技术:从众多的基因中寻找出病变基因就像在一本厚厚的书里寻找一个错别字。我们在word文档中可以在搜索框中输入想要找的句子,然后光标所指的就是需要做出修改的地方。而基因编辑技术使用的是一种叫作“Cas9”的酶,它最初在微生物中被發现。类似于文档的搜索功能,Cas9可以带着正确的基因模板进入基因组并找到相应的位置,此后Cas9就会在相应的地方把基因组剪开,将正确的基因模板从这里拼接上去,替换原先有缺陷的DNA片段。
2017年8月,有一则轰动全球的新闻:数十个人类胚胎中的基因突变被成功修复。这采用的正是基因编辑技术。2018年9月5日,首次人体内基因编辑试验的结果被公布,根据媒体报道,这项旨在永久性改变人体的DNA研究已经取得了一定的进展。
不过,这看似简单的“剪切”和“粘贴”却有不可忽视的隐患,那就是“脱靶效应”。脱靶效应指的是Cas9在“剪切”的过程中,可能对细胞DNA中的非靶基因造成损伤。而且,这种损伤很难被发现,尤其是在处理仅由十几个细胞组成、仅发育数天的人类胚胎时造成的损伤,更加难以观测。一旦其他的遗传物质被摧毁,将产生难以预计的恶果。此外,基因编辑的试验还引发了伦理上的争论——即便是不可发育的人类胚胎,我们是否有权利对这些胚胎的基因“咔嚓一刀”呢?
不过,人类探索的步伐从未因困难和阻碍而停下,就像人类对于自我的追求从未止步。即便先天并不具备最优良的基因,但是通过不断地实现目标,超越自我,人类总能迈入不一样的境界。
就像电影中说的那样,“对于某些基因上占优势的人来说,成功是更容易些。但是并非绝对,毕竟没有决定命运的基因。”