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基因工程失控:人类思维受控?

2019-03-28重庆市万州区周家坝邮局投递站王贞虎

农村青少年科学探究 2019年11期
关键词:基因工程碱基癌细胞

重庆市万州区周家坝邮局投递站 王贞虎

“基因”,21世纪的代名词——基因食品、基因营养、基因医学、基因物种、基因人造血……仿佛世间万物少不了基因,各个领域的话题也离不开它。

宗教信徒说,神创造了世界与生命;科学家则以“基因”解释一切生命的起源,以基因作为破解各种疑难杂症的出发点。时至今日,基因似乎是科学家关起门来埋首钻研的秘密,而门外的我们,所知甚少,甚至一无所知。

每隔一段日子就掀起的基因话题,让人们开始越来越关注这个组成生命的神奇密码——基因。经过近百年研究,基因科学一再缔造神奇的突破,但对基因完全陌生的我们,却隐隐有一股理不清的忧心忡忡。

这样的忧虑并非毫无来由或杞人忧天,科学的目的在于造福人类,但太多太多的例子让人看到水能载舟亦能覆舟的实例。

如果基因是掌控生命甚至未来世界的关键,那是否意味着掌握基因工程者就能掌控世界所有人的生命?

当基因工程演化到“合成”的地步,“无中生有”地创造出一个人时,科学家也担心基因工程会面临失控的危机,届时骇客有可能通过改造病毒和细菌,实现对人脑的控制,甚至导致生物恐怖主义的威胁——开发控制人类思维的生物武器!

无论如何,迄今为止,我们所看到的基因工程研究和成果,大多是用于正面用途,特别是医学方面,在对抗病毒和细菌方面,确实一再突破,贡献良多。

基因科学研究突飞猛进

人类对基因的探索历史很久,只不过一直没有“科学化”。1865年,孟德尔通过豌豆实验发现规律,自此人类加速对基因的探索。1909 年,丹麦植物学家威廉·约翰森造出了“基因”一词,从此沿用至今。

科学探索和研究基因,美国起步最早,英国、法国、德国及欧盟等国家及组织陆续跟随。美国国家卫生研究院于1990 年就开始推行“人类基因组计划”,直到2003年结束,将基因工程推向新的阶段。

人类基因组草图公布于世后,在医学、法学、生命伦理等方面都有着深远的影响,甚至是翻天覆地的变化。回看中国,基因科学研究目前受人瞩目,堪称“突飞猛进”。

基因与DNA的关系

很多人其实一直搞不清楚,基因和脱氧核糖核酸(DNA)是否一样?两者之间又有什么关系?脱氧核糖核酸(DNA)是一个统称,里面有很多很多的基因,所以基因只是DNA的一小部分。

简单而言,DNA好像是一条很长的绳子,可以切成很多小段。能够独立制造出蛋白质的,或是核糖核酸(RNA)的这一小段,就有资格称为“基因”。

一个生命体内的所有DNA,就是基因组。世间万物都有基因,大至人类、动物、植物,小至细菌和病毒,都有各自的基因组。个人的遗传性疾病,就是取决于基因组里是否有缺陷。

若将卷曲的DNA 螺旋喻为梯子,那么梯子的每一个阶段都包含了一堆化学分子,即碱基。这些组成碱基的化学分子共有4 种,简写为A、C、T、G,A 碱基必定与T 碱基配对,C 碱基则与G 碱基配对。这些化学碱基的顺序,就是DNA的讯息内容。

一小捆有功能的讯息

所谓的一个基因,就是DNA云梯中的一段,带有一小捆有功能的讯息。最短的基因长度仅有数百个碱基对,最长的基因则有200 万个以上。基因组越长,缺失的几率就越高。基因是遗传物质的结构单位和功能单位。

基因时代

人类基因组学将大约30 亿个遗传密码排列顺序进一步破解,也开启了生命科学的新纪元。可以这么说,20 世纪后半叶是资讯时代,21世纪上半叶则是生命科学为主宰的新时代。

基因科学涵盖医学、农业、食品、化工、材料、能源环境甚至军工等领域,发展前景备受看好,也引发激烈的争辩。

随着基因工程研究日趋精细化,其最新发展一再带来巨大突破。当人们仍在谈论脱氧核糖核酸(DNA),基因科学已经深入到核糖核酸(RNA),也是基因研究中被研究得最多的目标。

人类一开始高度关注蛋白质,后来突破到以更细小的DNA 为主角,再不断往精细处研究,RNA 就是最新的突破,也是基因工程里最热门的研究之一。

人们对遗传疾病的进一步认知,是以DNA为主线的——一个人若拥有癌症的DNA,则属于风险人群,但其成长过程和环境,也为与生俱来的遗传因子带来许多变数。

然而,一个人虽然有乳癌的DNA,却不代表一定有乳癌,除非有关的DNA或基因生产出癌细胞、癌蛋白质,才会有肿瘤。

我们要如何确定这个DNA 会不会转变成肿瘤?靠的就是RNA和蛋白质的产生。若一个人的RNA没有癌基因,也没有产生癌蛋白质,那此人即使有乳癌的DNA,基本上也不会有乳癌。

RNA是医学最大突破

RNA 的出现对医学带来最大突破。所有人都有癌的基因,但人类身体里的某些RNA,却具有抑制癌细胞的功能,这些RNA就存在于人类的自然免疫系统内。以植物为例,一朵红色的花,本身所拥有的DNA、RNA 和蛋白质,可以决定花朵颜色。若要改变花的颜色,只要将花的RNA 取出,无需动到DNA,也能达到改变花色的效果。因为没有了RNA,就无法产生红色素的蛋白质。

不论是花朵颜色还是癌细胞,其原理是一样的——只要把癌细胞中的RNA除掉,就不会产生癌细胞,即不会长成肿瘤,不会发病。

除了RNA,还有一项令人觉得匪夷所思的最新研究——细菌的沟通。英国科学家巴斯勒研究发现,细菌和人类一样,也有自己的沟通语言,而细菌就是通过这样的沟通,决定是否生产能够攻击人类的蛋白质。过去人们认为遗传病是源自本身所拥有的某种特定基因,却没有人想到,细菌本身也会说话,会有自己的沟通方式,并且通过这样的沟通,决定是否让存在于人体本身的基因活跃起来。

细菌繁衍攻击人类

简单举例,我有一种基因,但这个基因是否活跃,要不要产生蛋白质,就是由细菌“开会”决定。比如一种令人类生病的蛋白质,其产生的病菌本身本来很小,面对庞大的人类躯体,细菌就开始繁衍,增加病菌的数目,从极少量增加到百万、千万、亿万,直到数量足够。

这时,细菌就会通过感应,计算细菌数目的多寡,就像小学生报数,1、2、3、4……然后开始沟通,产生一种化学物质,化学物质与DNA连在一起,令病菌的基因活跃起来,且是数以百万、千万、亿万个细菌同一时间活跃,产生蛋白质攻击人类。

原本一只细菌产生的蛋白质,可能只有1 毫克,但1 亿只病菌就能产生大约1 千克的蛋白质,广东俚语有云“蚁多搂死象”,当所有的细菌团结一致,体积微小的它们,也足以干掉一只很大的动物、植物,甚至人类。

简而言之,一个人带有某种疾病的基因,却不代表一定会罹病,最主要是由体内的细菌决定是否要生产蛋白质,让这个基因活跃起来。这是细菌学里最新的观念,也是一项非常大的突破。

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