继人类全基因组测序之后,全球科学家准备挑战“人类全基因组合成”。6月2日,杰夫·伯克、乔治·丘奇等25名科学家在美国《科学》杂志上发表了一篇文章宣布,他们希望启动人类全基因组合成,以突破目前基因合成、编辑、分析技术的瓶颈,为人类带来更多的福祉。
然而,针对人类基因组的编写计划可能带来伦理、法律和社会影响等问题,他们认为,有必要让公众从一开始就参与其中,现在是时候构建“基因组规模工程的技术及其伦理框架”了。
基因合成将从“作坊时代”走向“工业文明”
5月中旬,100多位科学家、伦理学家以及政府基金的管理者相聚哈佛大学,共同探讨人类基因组计划之后是否需要人工合成人类全基因组。这一事件被称为“人类全基因组编写 (HGP Write) 会议”,意味着学界将发动所有合成生物学研究者的力量,合成人类基因组30亿对碱基。这些科学家来自哈佛大学、麻省理工学院、纽约大学等知名学术机构。随后,他们在《科学》 上发表了一篇文章,阐述了他们的想法。
在文章中,科学家提出,于2004年结束的人类基因组计划是科学界在基因尺度的第一次国际合作,当时也曾被质疑,但现在已被认为是最伟大的探索壮举之一,为科学与医疗带来了革命性的改变。目前,基因合成、编辑等技术虽然有了快速发展,但能力仍十分有限,只能构建一些小片段,限制了人类对生命的深入了解。
从事合成生物学研究多年的中科院上海生科院研究员杨琛告诉记者,目前虽然合成几千对碱基的DNA的费用已较从前有所下降,一对碱基约1.5-2元,可是要准确无误地合成较长的DNA片段 (如几万对碱基),其费用与合成难度会呈指数级数上升。目前人类已经合成的微生物基因组,其碱基数目达到了兆级,而人类基因组合成要挑战吉 (G) 级的碱基数量,是现在的技术手段不可能达到的———这个计划如果实施,将带来巨大的技术飞跃,可以将基因合成从现在的“作坊时代”带入“工业文明”,未来将对生命科学和医学领域产生重要影响。
根据科学家的初步设想,人类基因组编写计划的近期目标是合成1%的人类基因组,并提出6个先导项目,包括构建特定染色体或复杂癌症基因型以更全面地模拟人类疾病、修改猪基因组以用于异种器官移植等。在经费方面,今年的目标是筹集1亿美元,整个计划的费用可能会少于人类基因组计划的30亿美元。
一步步接近“人造人”,界限应如何划定
“人造人”是不是要来了? 相信很多人在听到人类全基因组合成之后,极容易产生这样一种科幻电影式的联想。其实,仅靠DNA是无法造人的,要实现“造人”目标,科学家还得能合成出成千上万种蛋白质、核糖核酸等生命分子才行。
不过,人类科技的确是在朝这个方向不断迈进。科学家也意识到了这一计划可能带来的伦理挑战,因此他们在《科学》上发表的文章中特别提到,从酝酿计划开始,他们就希望让公众参与进来,“开发、持续的对话,有助于形成清晰的共同目标”“计划必须执行最严格的生物安全标准”。
国家人类基因组南方研究中心伦理学部主任沈铭贤认为,更重大的伦理问题在于,在这样一个富有挑战的新课题面前,科学家应该明晰一条“及时止步”的界限。“能够做”是否就一定可以做、应该做?比如,随着人类基因编辑能力的增强,科学家是否就可以突破伦理限制,操作超过14天的胚胎?“伦理界限当然不能随意突破,因为超过14天的胚胎被定义为人。”他认为,尽管现在离“人造人”的诞生还相当遥远,可“人造人”的界限应设置在哪里”这个伦理问题却值得探讨起来,为科学设置界限,并非给科学以限制,而是为了让科学与人类社会协调和谐发展,避免对社会造成冲击和伤害。
文章来源于生物谷
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