重慶市萬州區周家壩郵局投遞站 王貞虎

“基因”,21世紀的代名詞——基因食品、基因營養、基因醫學、基因物種、基因人造血……仿佛世間萬物少不了基因,各個領域的話題也離不開它。
宗教信徒說,神創造了世界與生命;科學家則以“基因”解釋一切生命的起源,以基因作為破解各種疑難雜癥的出發點。時至今日,基因似乎是科學家關起門來埋首鉆研的秘密,而門外的我們,所知甚少,甚至一無所知。
每隔一段日子就掀起的基因話題,讓人們開始越來越關注這個組成生命的神奇密碼——基因。經過近百年研究,基因科學一再締造神奇的突破,但對基因完全陌生的我們,卻隱隱有一股理不清的憂心忡忡。
這樣的憂慮并非毫無來由或杞人憂天,科學的目的在于造福人類,但太多太多的例子讓人看到水能載舟亦能覆舟的實例。
如果基因是掌控生命甚至未來世界的關鍵,那是否意味著掌握基因工程者就能掌控世界所有人的生命?
當基因工程演化到“合成”的地步,“無中生有”地創造出一個人時,科學家也擔心基因工程會面臨失控的危機,屆時駭客有可能通過改造病毒和細菌,實現對人腦的控制,甚至導致生物恐怖主義的威脅——開發控制人類思維的生物武器!
無論如何,迄今為止,我們所看到的基因工程研究和成果,大多是用于正面用途,特別是醫學方面,在對抗病毒和細菌方面,確實一再突破,貢獻良多。
人類對基因的探索歷史很久,只不過一直沒有“科學化”。1865年,孟德爾通過豌豆實驗發現規律,自此人類加速對基因的探索。1909 年,丹麥植物學家威廉·約翰森造出了“基因”一詞,從此沿用至今。
科學探索和研究基因,美國起步最早,英國、法國、德國及歐盟等國家及組織陸續跟隨。美國國家衛生研究院于1990 年就開始推行“人類基因組計劃”,直到2003年結束,將基因工程推向新的階段。
人類基因組草圖公布于世后,在醫學、法學、生命倫理等方面都有著深遠的影響,甚至是翻天覆地的變化。回看中國,基因科學研究目前受人矚目,堪稱“突飛猛進”。
很多人其實一直搞不清楚,基因和脫氧核糖核酸(DNA)是否一樣?兩者之間又有什么關系?脫氧核糖核酸(DNA)是一個統稱,里面有很多很多的基因,所以基因只是DNA的一小部分。
簡單而言,DNA好像是一條很長的繩子,可以切成很多小段。能夠獨立制造出蛋白質的,或是核糖核酸(RNA)的這一小段,就有資格稱為“基因”。
一個生命體內的所有DNA,就是基因組。世間萬物都有基因,大至人類、動物、植物,小至細菌和病毒,都有各自的基因組。個人的遺傳性疾病,就是取決于基因組里是否有缺陷。
若將卷曲的DNA 螺旋喻為梯子,那么梯子的每一個階段都包含了一堆化學分子,即堿基。這些組成堿基的化學分子共有4 種,簡寫為A、C、T、G,A 堿基必定與T 堿基配對,C 堿基則與G 堿基配對。這些化學堿基的順序,就是DNA的訊息內容。
所謂的一個基因,就是DNA云梯中的一段,帶有一小捆有功能的訊息。最短的基因長度僅有數百個堿基對,最長的基因則有200 萬個以上。基因組越長,缺失的幾率就越高。基因是遺傳物質的結構單位和功能單位。
人類基因組學將大約30 億個遺傳密碼排列順序進一步破解,也開啟了生命科學的新紀元。可以這么說,20 世紀后半葉是資訊時代,21世紀上半葉則是生命科學為主宰的新時代。
基因科學涵蓋醫學、農業、食品、化工、材料、能源環境甚至軍工等領域,發展前景備受看好,也引發激烈的爭辯。
隨著基因工程研究日趨精細化,其最新發展一再帶來巨大突破。當人們仍在談論脫氧核糖核酸(DNA),基因科學已經深入到核糖核酸(RNA),也是基因研究中被研究得最多的目標。
人類一開始高度關注蛋白質,后來突破到以更細小的DNA 為主角,再不斷往精細處研究,RNA 就是最新的突破,也是基因工程里最熱門的研究之一。
人們對遺傳疾病的進一步認知,是以DNA為主線的——一個人若擁有癌癥的DNA,則屬于風險人群,但其成長過程和環境,也為與生俱來的遺傳因子帶來許多變數。
然而,一個人雖然有乳癌的DNA,卻不代表一定有乳癌,除非有關的DNA或基因生產出癌細胞、癌蛋白質,才會有腫瘤。
我們要如何確定這個DNA 會不會轉變成腫瘤?靠的就是RNA和蛋白質的產生。若一個人的RNA沒有癌基因,也沒有產生癌蛋白質,那此人即使有乳癌的DNA,基本上也不會有乳癌。
RNA 的出現對醫學帶來最大突破。所有人都有癌的基因,但人類身體里的某些RNA,卻具有抑制癌細胞的功能,這些RNA就存在于人類的自然免疫系統內。以植物為例,一朵紅色的花,本身所擁有的DNA、RNA 和蛋白質,可以決定花朵顏色。若要改變花的顏色,只要將花的RNA 取出,無需動到DNA,也能達到改變花色的效果。因為沒有了RNA,就無法產生紅色素的蛋白質。
不論是花朵顏色還是癌細胞,其原理是一樣的——只要把癌細胞中的RNA除掉,就不會產生癌細胞,即不會長成腫瘤,不會發病。
除了RNA,還有一項令人覺得匪夷所思的最新研究——細菌的溝通。英國科學家巴斯勒研究發現,細菌和人類一樣,也有自己的溝通語言,而細菌就是通過這樣的溝通,決定是否生產能夠攻擊人類的蛋白質。過去人們認為遺傳病是源自本身所擁有的某種特定基因,卻沒有人想到,細菌本身也會說話,會有自己的溝通方式,并且通過這樣的溝通,決定是否讓存在于人體本身的基因活躍起來。
簡單舉例,我有一種基因,但這個基因是否活躍,要不要產生蛋白質,就是由細菌“開會”決定。比如一種令人類生病的蛋白質,其產生的病菌本身本來很小,面對龐大的人類軀體,細菌就開始繁衍,增加病菌的數目,從極少量增加到百萬、千萬、億萬,直到數量足夠。
這時,細菌就會通過感應,計算細菌數目的多寡,就像小學生報數,1、2、3、4……然后開始溝通,產生一種化學物質,化學物質與DNA連在一起,令病菌的基因活躍起來,且是數以百萬、千萬、億萬個細菌同一時間活躍,產生蛋白質攻擊人類。
原本一只細菌產生的蛋白質,可能只有1 毫克,但1 億只病菌就能產生大約1 千克的蛋白質,廣東俚語有云“蟻多摟死象”,當所有的細菌團結一致,體積微小的它們,也足以干掉一只很大的動物、植物,甚至人類。
簡而言之,一個人帶有某種疾病的基因,卻不代表一定會罹病,最主要是由體內的細菌決定是否要生產蛋白質,讓這個基因活躍起來。這是細菌學里最新的觀念,也是一項非常大的突破。
