《基因传》|生命是否可以随心所欲地控制?
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核心书摘
《基因传》从回忆作者悉达多·穆克吉自己的家族精神病史入手,再转头去回溯基因研究领域的历史,一下子将那些看不见、摸不着,却又与我们每个息息相关的基因一下子拉到我们的眼前。
本书罕见地完整讲述了基因理论的起源、发展和未来,按照时间顺序和故事情节展开,是一部反映基因发展史的传记。也是一部科学家们在探究基因奥秘的过程中攻坚克难的故事,像侦探小说一样,以科学家们不断遇到的新问题为线索步步深入,既深入浅出地梳理了基因理论的脉络,又真实记录了科学家们的合作与斗争、成功与失败。
同时作者也讲述了基因理论被政治歪曲利用导致的历史灾难和教训,以及基因技术与制度、文化、伦理、道德的冲撞和博弈。有精彩故事,有人性纠葛,有历史进退,《基因传》是一部有温度的、叙事高超的科普通识读物。
关于作者
悉达多·穆克吉,印度裔美国医生、肿瘤专家、知名科普作家。曾就读于牛津大学,并在斯坦福大学和哈佛大学取得医学博士学位,还是哥伦比亚大学医学中心助理教授,研究主要集中在癌症治疗和与血细胞有关的基因功能上。
2010年,他出版著作《众病之王:癌症传》,并于次年荣获普利策文学奖,《时代》杂志称其为“1923年以来最有影响力的100本英语书之一”。2016年,《基因传》出版后,迅速高居亚马逊榜单,成为《纽约时报》畅销书,《华盛顿邮报》、《西雅图时报》年度好书。
本书鲜知
学什么?生命是否可以随心所欲地调控
在整个20世纪,有三项颠覆性的科学概念和技术应用把人类社会引领到新的历史阶段:“原子”的发现带来物理学的革命,“字节”的发现带来互联网的革命,“基因”的发现带来生物学的革命。
那么我们关注的终极问题也就成了生命是否可以随心所欲地调控,以及未来基因技术发展的喜与忧。在《基因传》里,作者穆克吉带领我们探索了基因组科学的过去、现在和未来,他对于最近、最先进的基因组技术所带来的巨大伦理问题十分关注。作者明白这本书的受众就是一般大众,因为他清楚关于基因组的新技术恰巧位于一个转折点上,它将在以意义深远的方式影响我们所有人。
你还会发现
· 早期遗传理论的局限性;
· 正常的基因编码是什么样的;
· 如何掌握改变人类基因编码的技术。
一、人类的各项遗传全部来自于父亲吗?早期遗传理论的局限性
近现代人类有三个极其重要的概念,分别是原子、字节和基因,它们分别代表了物理学、信息学和生物学,其中最神秘、与我们人类自身最相关的,就是基因。现在我们都知道,基因是人类遗传信息的载体,但在人类早期的认知中,遗传学一直是处于在黑暗中摸索的状态。我们对于遗传的认知最初只是直观地聚焦在生命的相似性上,我们试图弄明白为什么父母和子女之间,外貌如此相似。
古希腊学者毕达哥拉斯是比较早注意到人类的相似性的人,他提出了一种解释理论,这个理论的核心是:男性的精液是携带着人类相似性的主要物质,精液通过在人体内四处流动并且吸收来自身体各部分的神秘蒸汽来获取遗传信息,所以,人类的各项遗传全部来自于父亲。
在毕达哥拉斯看来,父亲提供了胎儿形成的必要信息,而母亲,只是由她的子宫提供营养,让这些信息转化为胎儿。
毕达哥拉斯的推论招来了另一位哲学家亚里士多德的反驳。亚里士多德找到了一个最显而易见的证据:既然父亲是所有遗传信息的携带者,那么,怎么解释夫妻生出的女儿呢?难道父亲身上藏有女性器官?要不然,如何解释女性的外观特征?
亚里士多德由此提出了自己的理论:或许女性与男性具有相似的功能,她们或许以女性“精液”的形式向胎儿提供遗传物质。
与西方先贤们纠结于人类到底遗传于父亲还是母亲相比,古老东方中国对于这个问题的理解要先进得多,我们很早就已经认识到,遗传是父母亲共同作用的结果。
中国古代人,对于自己的外表特征有母亲的遗传,是早已认同的。传说中由孔子所著的《孝经》中就说过:“身体发肤,受之父母,不敢毁伤”。可见,在古代中国,对于我们身体的外部特征,来自父母双方的共同遗传是早有定论的。
然而,人类对于自然和自身的认识,却不是一蹴而就的,对于遗传基因的内在本质,人类的早期,无论东西方,都没能取得科学的认知。
二、有缺陷的人没有生存价值吗?回眸基因与遗传学在欧洲被盗用的往事
在人类生物学历史的很长一段时间里,对人类遗传规律的研究并没有取得任何实质进展,直到19世纪中叶,英国博物学家达尔文和奥地利神学家孟德尔的横空出世,才打破了这种局面。
达尔文和孟德尔同时提出了一个具有划时代意义的问题,那就是:自然,包括人类,到底来自何方?孟德尔的问题源自微观:单个有机体如何才能将信息传递给下一代?达尔文的问题则来自宏观:有机体如何让它们的信息世代相代?
达尔文的研究方法是通过观察自然界的变迁来重塑历史,“物竞天择,适者生存”,这句今天我们耳熟能详的话,正是出自达尔文的《物种起源》。在他看来,动物在繁殖过程中会产生不同于亲体的变异,最能够适应环境的个体,也就意味着最适合生存。
而孟德尔则通过实验技术来验证遗传理论。孟德尔在对大量豌豆的杂交研究中观察发现:在豌豆中,每一植株均可从亲代获取一份基因拷贝。而在人体中,精子与卵子会分别从父亲和母亲体内获得一个等位基因。当杂合体形成后,尽管只有显性基因控制的性状可以表达,但是所有控制其他性状的信息仍然保持完整,这是生物稳定传承的基础。
孟德尔的实验成果已经接近基因学说的本质了,但他的研究成果在当时并没有引起足够重视,直到1909年,也就是在孟德尔去世25年后,丹麦遗传学家约翰逊在《精密遗传学原理》一书中,才正式把孟德尔说的遗传因子命名为“基因(Gene)”,这个词来源于“希腊语”,意思是“生”。
时间来到20世纪初,生物学家们才突然发现并开始争先恐后地接受孟德尔的结论,达尔文的表弟高尔顿也很快意识到了孟德尔遗传定律对于理解达尔文理论重要性。
高尔顿受表哥达尔文的影响,也对人类的遗传学非常感兴趣,他在达尔文生物进化研究的基础上,开拓了以个体差异为主题的实验心理学研究,并在1869年发表了专著《遗传的天才》。高尔顿一直致力于建立一套更精确的测量方法,来考察人类才能的差异,他在1883年出版了专著《人类才能及其发展的研究》,在这本书中,高尔顿第一次提出了一个以人类的自觉选择来代替自然选择的社会计划,为此他还创造了“优生学”(Eugenics)这个词,他认为,自然选择具有盲目、缓慢与残忍的特点,而人工干预可能更为迅速,优生学的目标就是加速选择主动适应并且身体健康的对象,同时淘汰那些被动接受且体弱多病的同类。
受这种优生学思想的影响,在19世纪末20世纪初,美国的许多州都颁布法律禁止精神疾病患者结婚并强制他们进行绝育手术。让高尔顿没想到的是,他开创的优生学后来被战争分子利用,造成了极端基因学说中的“遗传清洗”,它就像可怕的瘟疫席卷了欧洲大陆。
这方面的典型就是纳粹德国在二战中搞的种族灭绝行动。在这次种族灭绝行动中,有六百万犹太人被关进集中营,通过毒气室或其它手段有组织地屠杀,纳粹分子同时杀害的还包括二十万吉普赛人,几百万苏维埃及波兰公民,还有不可计数的同性恋、知识分子、作家、艺术家和持不同政见者。
纳粹主义盗用了基因与遗传学的名义,他们把遗传歧视整合到种族灭绝的行动中,为他们的罪恶行为进行宣传和辩解,基因就这样史无前例地与身份混为一谈,然后被纳粹主义利用,成为他们实施种族灭绝的借口。
三、生命是否可以随心所欲地调控?未来基因技术发展的喜与忧
20世纪30年代中期,随着希特勒在德国走向政治巅峰,大屠杀和种族清洗愈演愈烈,大批科学家为免遭迫害而选择离开德国,这是德国的巨大损失,但纳粹德国的损失恰好促进了遗传学的发展。这些离开德国的科学家自由来往于世界各地,促进了不同学科之间的交流。随着时间的推移,这些在新大陆定居的流亡者重新绘制出了生物学的版图。
1926年,美国遗传学家穆勒发现X射线可以大幅提升基因突变的频率,这意味着,科学家们不必再静静等待突变的自然发生,而是可以在实验室中通过射线诱导来促成突变。
1933年,美国进化生物学家摩尔根发现了染色体的遗传机制,他和他的学生还推算出了各种基因在染色体上的位置,基因学说从此诞生了,男女性别之谜也终于被揭开。摩尔根本人也因为这个发现,而被称为现代实验生物学的奠基人,并且赢得了1933年诺贝尔医学奖。
1978年,人工胰岛素合成,在此之前,糖尿病只能通过使用动物胰岛素来治疗。而如今,糖尿病患者可以在适合的时候给自己扎上一针胰岛素,这大大减轻了患者的就医负担。
20世纪80年代,英国剑桥大学的生物实验室,首次从小鼠胚胎中获得了胚胎干细胞。尽管当时这个操作没有引起重视,但很快人们就发现,把胚胎干细胞放置在合适的环境和背景下,它们就会成长为新的生命,克隆技术由此被提上日程,并因此引发了伦理学上的大讨论。
随着时间的推移,基因与遗传学中的许多谜团逐渐被解开。1985年,由美国科学家率先提出了人类基因组计划(Human Genome Project, HGP),并在1990年正式启动。美国、英国、法国、德国、日本和我国科学家共同参与了这项历时13年,预算30亿美元的宏大计划。截止到2003年4月14日,人类基因组计划的测序工作已经全部完成,人体内约2.5万个基因的30亿个碱基对的密码全部解开,并被绘制成了人类基因的图谱,这意味着,我们距离达到破译人类所有遗传信息的最终目标又近了一大步。
“人类基因组计划”在研究过程中建立起来的策略、思想和技术,构成了生命科学领域的一门新学科——基因组学。以这一新学科为基础,遗传学家可以通过检查胚胎的遗传组成来获得干预基因的机会,比方说,人们可以通过产前检查,来预测胎儿是否会患有唐氏综合征,也就是先天愚型,并告知孕妇,孕妇可以自行选择是否进行人工流产。
“人类基因组计划”的另一大贡献是,对于遗传性结肠癌和乳腺癌等一大批单基因遗传病,已经有了“定位克隆”和“定位候选克隆”等全新的基因诊断和基因治疗思路。目前,对于心血管疾病、肿瘤、糖尿病、神经精神类疾病(老年性痴呆、精神分裂症)、自身免疫性疾病等多基因疾病的基因研究也已经在各国全面展开,随着“肿瘤基因组解剖计划”“环境基因组学计划”等新项目的实施和完成,未来,这些困扰我们人类千百年的顽固病症,都将有望得到有效治疗,这绝对是基因技术带给人类的福音。
遗憾的是,对于家族遗传的精神疾病,迄今为止,医学界还没有找到有效的方法把它扼杀在摇篮中,主要原因是精神疾病的形成太复杂了,科学家们始终没有弄清楚,存在于家族基因中的这个隐患,为何会选择性地遗传,它的基因密码是什么,它的触发机制又是什么。
在基因技术给我们人类带来福音的同时,它的背后也存在一些隐忧。最主要的就是一部分激进的遗传学者,已经在着手基因编辑研究,他们坚信,在现代基因技术条件下,人们可以定制想要的未来生命。
渴望长生不老、青春永驻,几乎是所有人类共同的梦想,基因技术让人们看到了让细胞摆脱死亡与年龄束缚的希望,所以,基因编辑研究一定会在世界上更多的地方,以不为我们知道的方式,悄悄进行着,毕竟,永生的诱惑实在太大了,而这也正是许多人类学家所担心的,因为如果有朝一日,基因技术发展到人们可以随心所欲地调配生命,那么,人类还是现在的人类么?我们又该怎样面对社会与伦理的挑战呢?
总结
人类自诞生起,就没有放弃对自身、对自然、对世界的探索。我们从哪儿来?我们为什么“物以类聚”?
人类从单纯直观的表面特征来区分族群与家庭,找到生身之父与生身之母,到今天能掌握全人类所固有的基因组合,以及利用基因技术治疗疾病,乃至改善生活质量,这是科学与认知不断扩展的结果。
在这个过程中,人类笨拙地摸索过,也残忍地杀戮过。我们跌跌撞撞地走到了今天,未来,还有更多的未解之谜等待我们去解开,让我们一起期待。(编辑:元元)
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