基因组改变人类未来 全球25名科学家联名宣布将10年内合成完整的人类基因组

新华社北京8月7日电新闻、健康、智慧、美丽……这些每个人都向往的优秀品质，能完美融入一个人吗？在生命初期的胚胎阶段，应用基因编辑技术可以提高基因的表达和功能，减少先天性疾病，展现优质性状，甚至有可能诞生“完美人类” 一些先锋科学家希望通过研究在未来10年内合成完整的人类基因组 当然，涉及人类基因的研究必须经过严格的伦理审查 基因编辑技术目前无法跨越红线，被用来创造“完美的人类” 在方兴未艾的新一轮基因研究浪潮中，中国的许多面孔已经浮现，中国的“基因剪刀手”正在集体崛起 人类会用什么技术写《生命之书》？三次入选顶级学术期刊《科学》年度十大突破，成为《科学》和《自然》共同关注的焦点。有哪些技术在兴起仅三年就席卷全球生物医学研究机构，成为人类改造自我的利器？答案是:“基因剪刀” “基因剪刀”的官方学术名称是基因编辑技术 众所周知，脱氧核糖核酸是一种重要的遗传物质。它具有带螺旋绕组的双链结构。在DNA链上，具有某种功能的片段就是基因 基因编辑技术可以打破DNA链，改变它，然后重新连接它，就像人们在写作时编辑单词一样 由于DNA链的切割操作，又被称为“基因剪刀” 基因组常被称为“生命之书” 从1990年到2003年，美国、英国、法国、德国和中国的科学家共同实施了人类基因组计划，推动了基因测序技术的发展，掌握了阅读“生命之书”的能力 “基因剪刀”的出现使科学家能够写出“生命之书” 今年6月，25位基因研究领域的科学家在《科学》杂志上联合宣布，人类基因组编译计划将于今年启动，目标是在10年内合成完整的人类基因组 “我们希望更好地了解人类基因组，推动基因编辑和合成技术的发展 30岁的中国学者杨璐涵告诉新华社 她是人类基因组编译项目最年轻的发起人之一，目前在哈佛大学从事基因研究 全球最受欢迎的“基因剪刀”是2013年出现的CRISPR-Cas 9技术。主要发明者之一是张峰，一位出生在石家庄的美籍华人科学家 中国的基因研究紧随其后。今年8月，中国科学家将在全球首次使用CRISPR-Cas9技术进行人体临床试验 华西医院陆u教授领导的团队将利用这一技术转化免疫细胞，并将其注射到患者体内，用于治疗非小细胞肺癌 也是一位年轻的中国科学家，在世界上第一次用“基因剪刀”修饰人类胚胎基因 2015年，20世纪80年代后的中山大学科学家黄军利用这一技术，对人类胚胎中可能导致β地中海贫血的基因进行了改造 黄军因此被《自然》杂志列为世界十大科技人物之一 另一位因使用“基因剪刀”而获得《自然》杂志奖的中国科学家是高彩霞 她是中国科学院遗传与发育生物学研究所的植物生物学家。她和她的实验室同事是世界上第一个在农作物上成功使用这种简洁的革命性基因编辑技术的人，尤其是小麦和水稻 在以人类基因组计划为代表的基因研究的最后一波浪潮中，中国科学家处于一个可以效仿的位置 这是因为主要的基因测序工具都是国外科学家发明的，而中国科学家承担的工作量只占整个计划的1% 今天，中国完成的许多基因编辑工作是开创性的 黄军对人类胚胎基因的编辑是世界首创，中国完成 高彩霞解决了中国小麦基因编辑的全球性问题 小麦的基因工程以其高难度著称，部分原因是许多小麦品种是六倍体 明尼苏达大学的植物生物学家丹尼尔·沃伊塔斯说，高彩霞被公认为“世界上杰出的小麦基因工程专家” “中国在基因编辑领域的发展与分子生物学的发展息息相关，也离不开国家科研投入的增长 生物学家、北京大学科学部主任饶毅告诉新华社 “改革开放后，中国迎来了科学复苏，正好赶上分子生物学技术发展的一个高峰。我国从20世纪80年代开始引进分子生物学技术，奠定了良好的学术基础 当新一轮高峰到来时，中国很容易跟上学习和应用。一些敬业的研究人员取得了世界级的成就，这并不奇怪 ”饶毅说道 近年来，我国科研投入不断增加，也培养了一批熟悉分子生物学的人才 高彩霞60岁后，黄军和杨澜80岁 人生完美的新蓝图、新伦理的“基因剪刀手”将带我们走向何方？未来生活会有多大改变？这也是普通人关心的现实问题 在不久的将来，基因编辑技术可以促进相关医学领域的发展，并将为治疗疾病开辟新的途径 例如，黄军的研究成果为治疗中国南方儿童常见的一种遗传病——地中海贫血提供了可能，而陆羽的临床试验将试图通过修饰免疫细胞的基因来达到治疗肺癌的目的 目前世界上有器官移植需求的患者不在少数，捐献的器官数量有限 异源器官移植也被人类基因组汇编计划列为六个试点项目之一 科学家们正在研究如何用猪来培养移植器官 目前的技术障碍之一是猪体内存在一些有害基因，可能会给人类带来新的疾病 2015年，杨澜等科学家利用基因编辑技术去除了猪基因组中62个有害基因，为猪器官用于人体移植扫清了一大障碍 “通过编辑基因组，我们可以更好地理解我们的生命密码，并指导我们预防和治疗疾病 ”杨卢汉说道 从长远来看，基因编辑技术可能会打开一个现在无法想象的新世界 最典型、最受质疑的问题是生命或人类的创造 早在2010年，美国基因组研究的先驱克雷格·文特尔就合成了一个含有约100万个碱基对的细菌基因组，并将其移植到细菌中进行工作 这是世界上第一次创造合成生命，在科学界引起轰动 人类基因组编译项目的目标之一是合成完整的人类基因组 人类基因组大约有30亿个碱基对，合成起来非常困难 需要注意的是，“人类基因组汇编计划”只提出合成人类基因组，不涉及胚胎，也没有提出基于基因组创造所谓的“无父母婴儿” 尽管如此，仍有许多伦理问题 涉及人类基因的研究必然要经过严格的伦理审查 2015年底，来自中国、美国、英国等国家的科学家和伦理学家在华盛顿举办了“人类基因编辑国际峰会” 会后声明划出的红线是，禁止利用基因编辑技术改变人类胚胎或生殖细胞用于生殖目的 这意味着使用“基因剪刀”可以帮助你治愈疾病，但你不能用它来创造完美的下一代 人类基因编辑国际峰会的与会者也达成共识，“应定期评估生殖细胞编辑的临床应用” “基因革命有两次高潮。第一波是读基因，也就是基因测序；第二波是编辑基因组，”杨璐涵告诉新华社。“从科技发展的角度来看，‘基因剪刀’只是基因修饰技术的开始，我们在工具空的性能和应用上还有很大的想象空间 "