●誰在讀芬蘭文電話簿?
為什么從同一個卵子發育而成的孿生子會長得如此相像?是不是因為他們在母親的子宮里經常聊天?“嗨,你,把你的鼻子放低點!” “你,把你的眼睛染成藍色!”當然不是這樣。在子宮里緊貼著的兩個胚胎,還不能相互交談。是誰或者是什么東西告訴它們倆,要長出同樣的鼻子和耳朵呢?是哪種神秘的資訊藏在細胞里,告訴它們必須長成什么樣呢?“你,要長成眼睛的一部分。” “你,長成胃。” “你,長成屁股上的小汗毛。”細胞是如何接收到這樣的資訊呢?是通過手機嗎?
細胞不需要手機,因為它們有DNA(脫氧核糖核酸),一種包含了重要資訊的自然物質。DNA看起來像一條長長的卷曲的細線。如果把人類細胞的DNA拉開,它可以長達兩米。人體超過千兆個(十億的一千倍的一千倍)細胞中每個都有這樣的DNA分子。它由第一個細胞“卵細胞”傳給其他所有細胞。在每次分裂的時候這種細線都會被復制。
為了把這兩米長的細線裝進不到一微米大的人體細胞內,大自然把DNA極緊密地卷集起來并分成四十六摞,叫做染色體。它們被包裝和儲存在細胞中央的核里,并等待被再次復制或制造新細胞的許可。
我們可以像介紹食譜一樣介紹DNA的資訊。它們是細胞的制造手冊。生命體的第一個到最后一個細胞,無論看起來有多么不同,都是按照同一本食譜完成的。這個食譜不是英文也不是德文,而是由化學語言寫成。這種語言的字母叫做“核甘酸”,它是一種微小的化學單位,但它們的作用和普通字母沒什么不同,都是記錄資訊。
有這樣四種不同的化學字母,在長長的細線上排列成無窮無盡的隊伍。這樣的資訊可以寫滿三千本書,每本書一千頁,每頁紙上有一千個字母。這還只是人類DNA中很小的片斷,但沒有人能把它讀完。DNA寫成的文章比芬蘭語電話本還要無聊。不會有人真的喜歡讀“Actcgcccccttgac-
gttcttggccctaaaaaac”這樣的故事吧?
但這樣無聊的文章卻是地球上生命的本質,其他任何文章都不會這樣頻繁地被閱讀。透過它的幫助,我們細胞中的小小化工廠能生產出蛋白質,這是我們身體最重要的基礎組成成分。蛋白質可以相當于食譜上的配料,比如馬鈴薯、米飯、胡蘿卜或者糖,廚師用它們才能調制出美味佳肴。不過細胞廚師并不是各做各的菜肴,而是相互協調并通知誰該做什么。上面的眼睛也許馬上就要制造眼珠子的顏色,下面腳上也該長指甲了。當然,這些都需要完全不同的蛋白質。
做飯,人們需要好的食譜。細胞則總是在閱讀“DNA食譜”,看看該做什么。在DNA細線上可以找到多種食譜。有的記載如何生產配料,也有的記載何時和如何使用蛋白質的資訊。科學家們可不把這種記載在DNA細線上的烹飪說明書叫做食譜,而叫做“基因”。不過意思差不多。基因就是DNA上對“烹飪”有用的資訊片斷。這些片斷會被經常閱讀,而長長的DNA細線上其他很多片斷也許是完全沒用的。這就像是在DNA食譜中有很多沒有意義的頁面。也許不知何時這些段落會被加進食譜,因為它并沒有干擾什么,就被一直保留下來了。也許有一天人們會發現,這樣的段落也是有用的。不管怎樣,最重要的是帶有食譜的基因,而細胞精確地知道能在哪里找到它們。
●蠕蟲、蚜蟲和煎牛排有什么共同點?
DNA是一個奇跡。因為任何生命的每一個細胞都能理解這種由四種核甘酸組成的語言。這是和生命的進化過程相聯系的。根據進化理論,所有動物、植物和細菌都是從地球上第一種生命發展而來,透過數十億年的歷程,發展成為完全不同的物種,但長長的DNA鏈條卻被一直保留下來。
透過進化,DNA被證明是制作復制品的最好手段。今天的蠕蟲在它們每個細胞里面也有和蚜蟲、細菌或者香蕉樹一樣的DNA。所有在自然中找到的生命都遍布著DNA,包括我們的唾沫、頭發甚至于食物。透過每個蘋果、每塊煎牛排或者每杯牛奶,我們的肚子都會得到DNA。不過不用害怕:在我們的肚子里不會長出蘋果樹,更不會長出一頭豬來。DNA會被胃酸分解掉。
每種生命都使用作用原理相同的DNA,這對遺傳工程學家們來講是一件很美妙的事情。于是他們可以嘗試透過遺傳工程技術,從一種物種里提出DNA片斷,再把這樣的片斷添加到另一物種里。在我們關于食譜的例子中可以這樣描述:他們在不同的DNA菜系間,交換了幾頁不同食譜。我們也可以透過一個簡單的農業例子來說明這樣的好處:有一種害蟲—— 一種蛾,它的幼蟲在全世界到處啃食玉米,而有一種細菌正好能殺死這種蛾。科學家們成功地把這種致命性細菌的基因加到玉米DNA里。結果簡直不可思議,但卻是真的:如果這種蛾的幼蟲啃食了這種轉基因玉米的葉子,就會死掉,玉米能更健康地生長。
科學家們計算,這樣能從害蟲口里挽救出四千萬噸玉米。但現在還不允許這樣的玉米在全世界廣泛耕種,因為科學家們還在和環境保護者們爭論,這種轉基因玉米可能有多么危險。遺傳工程學家們說:這種消滅害蟲的物質對人類一點也不危險,因為它們在胃里可以被很快分解掉,可以把它當作農藥在有機農田中噴灑,以對抗強盜般的害蟲。但全世界許多環境保護者們卻為此抱有懷疑態度。他們擔心人們還不能正確評判基因技術可能帶來的后果。
遺傳工程學家們不僅生產植物,還生產細菌。在人類的DNA烹飪書中有不少關于重要生命物質的食譜,比如能治療糖尿病的胰島素,或者用來與病毒搏斗的干擾素。如果人們把這些食譜添加到細菌DNA中,細菌也就能生產出和人類的完全相同,并可以當作藥物應用的物質來。
但科學家們還有更進一步的想法。他們想把人類的基因添加到乳牛或山羊里。這樣,就能在乳汁中大量產生這些重要物質。這樣的做法被稱為“基因農場”。制藥企業對此抱著很大期望,但這種方法也有缺點:“制藥乳牛”不能像農場里的普通乳牛一樣繁殖,否則這些人工添加的基因會很快遺失。基因農場的乳牛必須成系列生產。基因農業需要復制。
成系列生產的乳牛、能消滅害蟲的玉米、可以生產藥物的細菌,很多人并不懷疑復制的先進性。然而,他們害怕科學家最后無法控制自己創造的生物。難道不可能有新的危險病毒從實驗室中擴散嗎?難道轉基因蔬菜不可能誘發新的疾病嗎?難道不會有別的動物、植物或者細菌獲得這些被添加的基因,并不受控制地擴散嗎?
土賓根的諾貝爾獎得主克莉斯蒂娜·呂斯萊因·福爾哈德女士非常了解遺傳工程技術。她對于轉基因玉米毫無畏懼。她說,用平常培育方法對遺傳性狀的改變還遠大于遺傳工程。除此之外,遺傳工程改變的實驗室植物在和強壯的野生植物競爭時也毫無機會。在自由生長的自然界里,這些被添加的基因會在數代之后消失掉。
不過這位諾貝爾獎得主也同意為遺傳工程制定規則。科學家們不能把他們的發現直接從實驗室投入應用。只有當人們確定,這種添加進玉米的“飛蛾殺手”不僅對人類完全無害,而且對自然界沒有不良影響,才能允許這樣的玉米種植和銷售。這就需要一個讓人們對它進行充分檢驗的過程。遺傳技術已經不能再被禁止了,因為它已經屬于實驗室日常工作的一部分。
●能再做一只巴斯蒂嗎?
對成熟的哺乳動物,如牛和山羊的復制卻離這一步還遠得很,因為這個過程太困難。人們可以從植物上折下一段枝條,插在土里就得到一株復制植物。但對動物則不可能,因為動物的有性繁殖非常復雜:雌性產生卵子,而雄性負責使其受精。復制并不在它們的計劃之中。因此科學家們要費盡氣力才能復制動物。
“多利”是第一只不是透過受精卵發育而成的哺乳動物。它源自一只年老的蘇格蘭綿羊的乳腺細胞。兩位科學家伊恩·維爾穆特和凱斯·坎貝爾從一家專門公司訂購了保存在冷凍箱中的細胞。他們從冷凍箱中取出一些細胞,并以此進行復制羊。這個事件造成轟動,整個世界為之沸騰起來。一夜之間,仿佛很多事情都變得有可能了,比如不僅能透過細胞再次喚回最可愛的卷毛小狗巴斯蒂的生命,還可以讓滅絕已久的生物重新出現,比如猛馬象或者恐龍。甚至還可以復制人類!
事實上,不能只靠從冷凍箱中取出的一些細胞,就輕而易舉地復制出動物或人。正如我們需要朋友和家庭一樣,DNA也同樣需要一個適宜的環境才能開始復制。它需要一個細胞,在這個細胞里能經常交換這樣的資訊:“哈啰,DNA!你可以挺挺身子,我們必須看看你身上的基因!”或者是:“哈啰,細胞!我現在已經打開了眼睛蛋白質的基因功能表。”這就是基因和細胞之間交換的資訊。
在細胞里,這些事情和脫口秀一樣,大家會經常聊天。不過在細胞中不會像脫口秀一樣凈說些廢話,也不會那么嘈雜;在細胞里它們不開口,而是使用化學語言。一種特別的化學物質出現后說:“兄弟們,該休息了。”或者是:“懶蟲們,我們也該開始下一次分裂了吧?”如果細胞是健康的,它們會理解這些語言的意義,然后開始做自己的工作。如果細胞生病了,它們也許就不能理解休息的命令。細胞開始無止境地分裂,人就會因此患上癌癥。
維爾穆特和坎貝爾為了他們的“多利”,必須強烈干涉細胞之間的對話。一般來說綿羊的發育是這樣的:雄性的精子使雌性的卵子受精,兩者的DNA結合在一起。但多利卻只有來自乳腺細胞的雌性DNA,在那里細胞的對話和在精子與卵子里完全不同。乳腺細胞只能制造乳腺細胞,它讀不出制造胚胎的食譜。因此科學家必須把多利的DNA從細胞里提取出來并注射進卵細胞,而卵細胞中本來的DNA已經被事先抽走了。卵細胞有足夠營養,DNA也能透過必要對話,打開基因食譜。這樣它才可以開始分裂。
●我們可以從多利身上學到什么?
從理論上說是這樣。但實際上,科學家把乳腺細胞DNA裝進卵細胞這個過程重復了二百七十六次,卻連一個羊影子都沒看到。直到第二百七十七號胚胎才獲得成功。借助一只普通母綿羊的肚子,這頭人工小綿羊出生了,它就是“多利”。
多利出生于一九九六年七月五日。出生時重量為六千六百克,比其他小羊羔稍重,看上去充滿生機。它的“父親”們對此非常滿意。但多利誕生的消息被公布后,他們就幾乎無法再投入工作了。因為有超過兩千個人打電話給他們,有人祝賀,有人要求采訪,有人干脆大罵一通,因為很多人對多利抱有恐懼感。世界上沒有哪頭羊能像多利一樣受到如此關注。
一九九八年,復制羊透過完全自然的方式生下它第一個孩子“波莉”,接著又生下三頭小羊羔,世界再度興奮起來。因為這表示多利似乎和其他綿羊一樣,毫無差別。但突然之間它出現了老年疾病,盡管得到最好的照料,還是死于二?誘?誘三年。這時它才只有六歲,而一般綿羊都能活到十二歲。為什么多利會早衰呢?科學家們還不清楚。但科學家們因此要對自己的計劃更加小心。正如他們從中學到的,復制哺乳動物的問題比他們預想的要來得多。大自然為綿羊,也為所有其他哺乳動物安排好了有性繁殖方式,這和細菌、植物、蚜蟲以及身體里的單一細胞不同。兔子育種者會把最漂亮的公兔和最漂亮的母兔放在一起,以生出最漂亮的小兔子來。他是在利用自然規律。相反地,復制綿羊的科學家卻違背了自然。
現在終于可以找出答案了:到底能不能復制人類呢?不能!復制生物太復雜而且太危險,不能在我們,也就是人類身上嘗試。多利羊告訴了我們可能會發生的事情。人們只要設想一下,復制人在三十歲時突然變老并且死去,或者復制人來到世界上就百病纏身。這是多么悲慘的景象!誰也負不起這個責任。
正因如此,土賓根的諾貝爾獎得主福爾哈德女士也告訴我們,不應該復制人類。但她還有其他理由。即使今后復制羊和復制牛的技術更成功,但復制人類永遠都是另一回事。動物雖然值得我們關心和同情,它們也有朋友,也能感到痛苦,但終究是被捕獵和飼養的,而人類不是。對人來說特別重要的是有自己的父母,能一直養育他們。孩子必須到十八歲才能被視為成年。這么長的時間都必須依賴父母。復制人沒有真正的父親,也沒有真正的母親。她認為,這讓人難以承受。
而且人還有自己的特征:他們有“我”,這一點非同尋常。人們希望自己和別人能有所區別,能成為獨一無二的生命。許多人窮盡一生在找尋自我。他們總在思考這樣的問題:人們為什么會做夢,為什么會為笑話發笑或者為什么希臘雕像總是裸體?沒有人知道要如何看待一個復制人。即使他是莫札特的復制品。
他是否會一直和莫札特比較?是否會害怕自己像莫札特一樣早逝?看莫札特的畫報?聽莫札特的音樂?其他人會說:我不像我爸爸,我也不像我媽媽。但莫札特的復制人也許一輩子都不知道,什么是他自己,什么是莫札特。
(選自臺灣《皇冠》)