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科學(xué)家欲在十年內(nèi)人工合**類(lèi)基因組：重建全部人體細(xì)胞
日期：2024-08-29 09:28
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摘要：
新浪科技訊 北京時(shí)間6月6日消息，據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，科學(xué)家近日宣布了一個(gè)里程碑式的計(jì)劃，將在十年內(nèi)重建全部的人體細(xì)胞。這是個(gè)龐大而復(fù)雜的項(xiàng)目，涉及到合**體基因組總共60億個(gè)遺傳密碼。
研究人員稱(chēng)，如果這一項(xiàng)目獲得成功，將極大地推進(jìn)對(duì)癌癥等**的研究，甚至能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的移植器官需求。不過(guò)，該項(xiàng)目也可能引發(fā)公眾對(duì)“設(shè)計(jì)嬰兒”等技術(shù)進(jìn)一步的爭(zhēng)議。
科學(xué)家希望，在獲得完整的DNA之后，能夠?qū)⑵渲踩牖铙w細(xì)胞中，然后使細(xì)胞開(kāi)始分裂。此時(shí)，科學(xué)家就能**次獲得一個(gè)完整的、經(jīng)過(guò)設(shè)...
新浪科技訊 北京時(shí)間6月6日消息，據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，科學(xué)家近日宣布了一個(gè)里程碑式的計(jì)劃，將在十年內(nèi)重建全部的人體細(xì)胞。這是個(gè)龐大而復(fù)雜的項(xiàng)目，涉及到合**體基因組總共60億個(gè)遺傳密碼。
研究人員稱(chēng)，如果這一項(xiàng)目獲得成功，將極大地推進(jìn)對(duì)癌癥等**的研究，甚至能滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的移植器官需求。不過(guò)，該項(xiàng)目也可能引發(fā)公眾對(duì)“設(shè)計(jì)嬰兒”等技術(shù)進(jìn)一步的爭(zhēng)議。
科學(xué)家希望，在獲得完整的DNA之后，能夠?qū)⑵渲踩牖铙w細(xì)胞中，然后使細(xì)胞開(kāi)始分裂。此時(shí)，科學(xué)家就能**次獲得一個(gè)完整的、經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)的人體細(xì)胞。這項(xiàng)計(jì)劃被稱(chēng)為“人類(lèi)基因組編寫(xiě)計(jì)劃”（Human Genome Project-write, HGP-write），將使科學(xué)家能合成研究用的人類(lèi)基因和染色體——包括第21對(duì)染色體，其多余的拷貝會(huì)導(dǎo)致唐氏綜合癥。
這項(xiàng)計(jì)劃的意義遠(yuǎn)不止于此。從培養(yǎng)用于移植的器官，到針對(duì)致命病毒（如埃博拉病毒或寨卡病毒）的**學(xué)研究，甚至是在實(shí)驗(yàn)室里培養(yǎng)出抗腫瘤細(xì)胞，都是這一復(fù)雜計(jì)劃可能帶來(lái)的成果。
在近期發(fā)表于《科學(xué)》（Science）雜志的文章中，研究人員表示，在2004年人類(lèi)基因組測(cè)序完成之后，人工合**類(lèi)基因組計(jì)劃往前更邁進(jìn)了一步。紐約大學(xué)的杰夫·博伊科（Jef Boeke）領(lǐng)導(dǎo)了此項(xiàng)計(jì)劃，他和同事們?cè)谖恼轮兄赋?，“人?lèi)基因組編寫(xiě)計(jì)劃”將使研究模式從“讀取”轉(zhuǎn)變?yōu)椤熬帉?xiě)”。
就在上個(gè)月，一群科學(xué)家、律師、企業(yè)家和政府官員（記者被排除在外）聚集在哈佛醫(yī)學(xué)院，進(jìn)行了一次閉門(mén)會(huì)議，對(duì)有關(guān)基因組編輯的問(wèn)題進(jìn)行了討論。緊接著研究團(tuán)隊(duì)便發(fā)表了這篇論文。
研究團(tuán)隊(duì)提出的一個(gè)*主要目標(biāo)是大幅減少對(duì)人工基因組進(jìn)行設(shè)計(jì)、編輯的成本，在未來(lái)十年內(nèi)爭(zhēng)取使成本降低1000倍，從而使這項(xiàng)技術(shù)達(dá)到可承受范圍。該團(tuán)隊(duì)還表示，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用的人體和動(dòng)物細(xì)胞基因編輯技術(shù)將獲得擴(kuò)展，但相當(dāng)程度上是從制造少量的合成DNA開(kāi)始。
共有25位科學(xué)家參與了這項(xiàng)計(jì)劃，他們提出，為了實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，他們需要7000萬(wàn)英鎊的啟動(dòng)資金。*終的花費(fèi)很難進(jìn)行估計(jì)，他們認(rèn)為“很可能”在20億英鎊以上，這相當(dāng)于人類(lèi)基因組計(jì)劃的花費(fèi)。
博伊科指出，合**類(lèi)基因組所需的技術(shù)也能用于構(gòu)建動(dòng)物和植物基因組，如豬、小鼠等。可能的應(yīng)用還包括在豬體內(nèi)培育可供移植的人類(lèi)器官。如果能編寫(xiě)長(zhǎng)片段的DNA編碼，那改變器官的遺傳學(xué)特征也變得可能，這樣它們?cè)谝浦驳饺祟?lèi)體內(nèi)之后就不會(huì)出現(xiàn)排異反應(yīng)。
科學(xué)家也指出，該項(xiàng)目“需要從一開(kāi)始就考慮到倫理、法律和社會(huì)影響等問(wèn)題”。事實(shí)上，已經(jīng)有科學(xué)家創(chuàng)造出了一種人工合成生命形式。這種人造生命被稱(chēng)為“實(shí)驗(yàn)室支原體”（Mycoplasma laboratorium），只有58萬(wàn)個(gè)DNA堿基對(duì)，相比之下，人類(lèi)擁有30億個(gè)堿基對(duì)。
因此，要?jiǎng)?chuàng)造完全人工合成的人類(lèi)細(xì)胞是極其困難的。DNA的4種組成部分——腺嘌呤（A）、鳥(niǎo)嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）非常難以處理，因?yàn)殡S著DNA雙鏈越來(lái)越長(zhǎng)，它們會(huì)變得越來(lái)越脆弱，因此很難進(jìn)行操作。
為了達(dá)到合成全部人類(lèi)基因組的目標(biāo)，研究者需要在技術(shù)上取得巨大突破，從DNA的復(fù)制，到將DNA組裝成長(zhǎng)鏈，再將其植入細(xì)胞內(nèi)部。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)成本越來(lái)越低，功能越來(lái)越強(qiáng)大，能在很短時(shí)間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)，科學(xué)家相信，新的技術(shù)有望很快成為現(xiàn)實(shí)。
在《科學(xué)》雜志一文中，研究者給出了計(jì)劃進(jìn)行的大概框架：*初階段將包括一系列試探性項(xiàng)目，目的是探索新的技術(shù)，并獲得小塊的基因組，大小約為總量的1%。不過(guò)，研究者解釋道：“這項(xiàng)計(jì)劃需要公眾的參與，要從一開(kāi)始就考慮倫理、法律和社會(huì)影響?！睂?duì)編輯人類(lèi)基因組的主要爭(zhēng)議之一，是任何這樣的改變都可能通過(guò)生殖系譜傳遞給后代。
一些沒(méi)有參與該計(jì)劃的研究者稱(chēng)，人工DNA將使科學(xué)家揭開(kāi)人類(lèi)基因組中不同組分所扮演的角色，并且了解人與人之間有如此多差別的原因。
納菲爾德生物道德委員會(huì)(Nuffield Council on Bioethics)的主管休·惠托爾（Hugh Whittall）說(shuō)：“這是一篇高度理論性的文章，提出了未來(lái)基因組研究的可能性，我們將持續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域如何發(fā)展。正如作者們指出的，從*初階段就考慮到潛在的倫理問(wèn)題十分重要。”
