合 成 人 类 基 因 组 看 起 来 越 来 越 可 行 ， 但 这 么 做 意 味 着 什 么 ？

科 学 家 表 示 ， 人 们 对 这 件 事 存 在 误 解 ， 因 为 该 项 目 的 目 的 不 是 创 造 人 类 ， 仅 仅 是 制 造 细 胞 ， 而 且 不 限 于 人 类 基 因 组 。 ＊ 本 文 只 能 在 《 好 奇 心 日 报 》 发 布 ， 即 使 我 们 允 许 了 也 不 许 转 载 ＊ 科 学 家 们 正 在 考 虑 制 造 人 类 基 因 组 ， 这 意 味 着 他 们 将 使 用 化 学 物 质 制 造 出 人 类 染 色 体 中 包 含 的 所 有 DNA。 对 生 命 科 学 领 域 的 业 内 人 士 来 说 ， 这 一 前 景 既 让 人 兴 奋 又 让 人 担 心 ， 因 为 人 类 有 可 能 以 克 隆 方 式 利 用 合 成 基 因 组 制 造 出 没 有 亲 生 父 母 的 人 类 个 体 。 这 一 项 目 目 前 仍 然 处 于 发 想 阶 段 ， 而 且 在 DNA 合 成 的 整 体 改 进 上 还 有 很 长 的 路 要 走 。 不 过 ， 上 个 星 期 二 ， 一 些 人 已 经 在 波 士 顿 哈 佛 医 学 院 （Harvard Medical School） 的 一 次 闭 门 会 议 上 对 此 进 行 了 讨 论 。 主 办 方 要 求 将 近 150 位 出 席 者 不 要 接 触 媒 体 ， 也 不 要 在 会 议 期 间 在 Twitter 上 发 推 。 会 议 组 织 者 表 示 ， 该 项 目 将 获 得 巨 大 的 科 学 回 报 ， 而 且 将 是 之 前 “ 人 类 基 因 组 项 目 ” 的 延 续 。“ 人 类 基 因 组 项 目 ” 的 目 标 是 解 读 人 类 DNA 图 谱 中 三 十 亿 个 化 学 单 元 的 顺 序 。 此 次 的 新 项 目 不 仅 将 阅 读 人 类 基 因 组 ， 还 将 创 作 人 类 基 因 组 ， 即 利 用 化 学 物 质 合 成 所 有 三 十 亿 个 基 因 单 元 。 不 过 这 种 尝 试 将 会 带 来 许 多 伦 理 问 题 。 科 学 家 能 否 创 造 出 具 有 某 些 特 点 的 人 类 个 体 ， 比 如 只 适 合 充 当 士 兵 的 个 体 ？ 他 们 能 否 创 造 出 某 些 人 的 复 制 品 ？ 斯 坦 福 大 学 生 物 工 程 师 德 鲁 · 恩 迪 （Drew Endy） 和 西 北 大 学 生 物 伦 理 学 家 劳 里 · 佐 洛 思 （Laurie Zoloth） 在 一 篇 评 论 该 项 目 的 文 章 中 写 道 ：“ 比 如 说 ， 我 们 是 否 可 以 测 定 并 合 成 爱 因 斯 坦 的 基 因 组 ？ 如 果 可 以 ， 我 们 应 该 制 造 多 少 个 爱 因 斯 坦 的 基 因 组 并 将 其 注 入 细 胞 中 ？ 又 该 由 谁 来 制 造 这 些 基 因 组 ？” 六 十 个 托 盘 可 以 容 纳 由 23040 个 不 同 的 克 隆 DNA 片 段 组 成 的 整 个 人 类 基 因 组 。 图 片 版 权 ：James King-Holmes/Science Source 恩 迪 博 士 表 示 ， 虽 然 他 受 到 了 邀 请 ， 但 他 并 没 有 出 席 这 场 在 哈 佛 大 学 召 开 的 会 议 ， 因 为 这 场 会 议 没 有 向 足 够 多 的 人 开 放 ， 也 没 有 对 这 项 工 作 的 伦 理 影 响 给 予 足 够 多 的 考 虑 。 哈 佛 医 学 院 遗 传 学 教 授 乔 治 · 丘 奇 （George Church） 是 该 项 目 的 一 位 组 织 者 ， 他 表 示 ， 人 们 对 这 件 事 存 在 误 解 ， 因 为 该 项 目 的 目 的 不 是 创 造 人 类 ， 仅 仅 是 制 造 细 胞 ， 而 且 不 限 于 人 类 基 因 组 。 实 际 上 ， 他 们 的 目 的 是 提 高 合 成 DNA 的 整 体 能 力 ， 这 种 技 术 可 以 用 于 各 种 动 物 、 植 物 和 微 生 物 。 丘 奇 博 士 在 接 受 采 访 时 表 示 ：“ 我 觉 得 这 些 人 的 描 述 并 不 符 合 项 目 的 实 际 情 况 。” 他 表 示 ， 他 们 之 所 以 拒 绝 媒 体 采 访 这 次 会 议 ， 并 且 禁 止 人 们 在 推 特 上 发 文 ， 是 因 为 项 目 组 织 者 为 了 增 加 透 明 度 ， 向 科 学 期 刊 提 交 了 一 篇 论 文 。 在 论 文 发 表 之 前 ， 他 们 不 能 公 开 讨 论 其 中 的 思 想 。 丘 奇 和 其 他 组 织 者 还 表 示 ， 他 们 从 一 开 始 就 对 伦 理 问 题 进 行 了 充 分 的 讨 论 。 项 目 最 初 被 称 为 “HGP2： 人 类 基 因 组 合 成 项 目 ”， 其 中 HGP 是 “ 人 类 基 因 组 项 目 （Human Genome Project）” 的 缩 写 。 根 据 哈 佛 会 议 邀 请 函 上 的 说 法 ， 项 目 的 主 要 目 标 “ 是 在 10 年 时 间 里 在 一 个 细 胞 系 中 合 成 完 整 的 人 类 基 因 组 。 2013 年 ， 该 项 目 的 一 位 组 织 者 乔 治 · 丘 奇 在 哈 佛 医 学 院 实 验 室 里 。 图 片 版 权 ：Jessica Rinaldi/ 路 透 社 不 过 ， 到 了 会 议 召 开 的 时 候 ， 项 目 名 称 已 经 改 成 了 “HGP 创 作 ： 在 细 胞 中 测 试 大 型 合 成 基 因 组 ”。 丘 奇 博 士 表 示 ， 项 目 目 前 还 没 有 获 得 资 助 ， 不 过 ， 他 们 将 向 许 多 公 司 和 基 金 会 提 出 邀 请 ， 其 中 一 些 机 构 已 经 表 现 出 了 对 项 目 的 兴 趣 。 他 们 也 会 向 联 邦 政 府 提 出 邀 请 。 美 国 国 立 卫 生 研 究 院 （National Institutes of Health） 的 一 位 女 发 言 人 拒 绝 对 此 发 表 评 论 ， 她 表 示 ， 该 项 目 目 前 还 处 在 一 个 极 不 成 熟 的 阶 段 。 除 了 丘 奇 博 士 ， 项 目 组 织 者 还 包 括 纽 约 大 学 兰 贡 医 学 中 心 （NYU Langone Medical Center） 系 统 遗 传 学 学 院 院 长 杰 夫 · 伯 克 （Jef Boeke） 和 在 湾 区 软 件 公 司 欧 特 克 （Autodesk） 工 作 的 安 德 鲁 · 赫 塞 尔 （Andrew Hessel）。 赫 塞 尔 自 称 是 未 来 学 家 ， 他 在 2012 年 首 次 提 出 了 这 个 项 目 。 目 前 ， 学 术 机 构 和 商 业 领 域 可 以 改 变 细 胞 中 的 DNA， 如 添 加 外 来 基 因 ， 或 者 改 变 现 有 基 因 中 的 基 本 结 构 。 这 种 技 术 经 常 被 用 于 制 造 药 物 ， 比 如 在 转 基 因 细 胞 中 生 成 治 疗 糖 尿 病 的 胰 岛 素 ， 或 者 用 于 开 发 转 基 因 农 作 物 。 由 于 将 这 种 新 技 术 用 于 改 变 胚 胎 基 因 会 产 生 伦 理 问 题 ， 因 此 科 学 家 目 前 正 在 对 此 展 开 辩 论 。 如 果 能 够 合 成 一 个 基 因 甚 至 整 个 基 因 组 ， 人 们 将 有 机 会 对 DNA 做 出 更 大 的 改 变 。 例 如 ， 一 些 公 司 正 在 利 用 酵 母 菌 等 生 物 制 造 复 杂 的 化 学 物 质 ， 如 调 味 品 和 香 料 。 为 此 ， 他 们 不 是 像 制 造 胰 岛 素 那 样 在 酵 母 菌 中 添 加 一 个 基 因 ， 而 是 添 加 多 个 基 因 ， 这 样 才 能 在 细 胞 中 创 造 出 生 成 化 学 物 质 的 整 个 过 程 。 同 这 种 复 杂 的 基 因 修 改 相 比 ， 从 零 开 始 合 成 DNA 可 能 要 更 容 易 一 些 。 目 前 ， 合 成 DNA 不 仅 难 度 很 大 ， 而 且 容 易 出 错 。 现 有 技 术 只 能 可 靠 地 制 造 出 包 含 大 约 200 个 碱 基 对 的 分 子 链 （“ 碱 基 对 ” 是 DNA 中 的 基 本 化 学 单 元 ）。 一 个 基 因 可 能 包 含 数 百 个 甚 至 数 千 个 碱 基 对 。 要 想 合 成 一 个 基 因 ， 需 要 将 多 条 包 含 200 个 碱 基 对 的 分 子 链 拼 接 在 一 起 。 不 过 ， 成 本 和 能 力 问 题 正 在 迅 速 得 到 改 善 。 斯 坦 福 大 学 的 恩 迪 博 士 是 DNA 合 成 公 司 Gen9 的 联 合 创 始 人 ， 他 表 示 ， 基 因 合 成 的 成 本 已 经 从 2003 年 的 每 对 碱 基 4 美 元 降 至 目 前 的 每 对 碱 基 3 美 分 。 不 过 ， 即 使 按 照 这 个 价 格 计 算 ， 合 成 三 十 亿 碱 基 对 的 成 本 也 将 达 到 9 千 万 美 元 。 恩 迪 表 示 ， 如 果 合 成 成 本 继 续 按 照 同 样 的 速 度 下 降 ， 这 一 数 字 将 在 20 年 后 达 到 10 万 美 元 。 基 因 科 学 家 J· 克 雷 格 · 文 特 尔 （J. Craig Venter） 合 成 了 一 个 细 菌 基 因 ， 包 含 大 约 一 百 万 个 碱 基 对 。 这 个 合 成 基 因 被 添 加 到 了 一 个 细 胞 之 中 ， 并 且 控 制 了 这 个 细 胞 。 不 过 ， 文 特 尔 博 士 首 次 合 成 的 这 个 基 因 基 本 上 是 对 现 有 基 因 的 复 制 ， 因 此 他 和 他 的 同 事 今 年 又 合 成 了 一 个 更 具 原 创 性 的 细 菌 基 因 ， 包 含 大 约 50 万 个 碱 基 对 。 伯 克 博 士 正 在 领 导 一 个 国 际 团 队 合 成 酵 母 菌 基 因 ， 该 基 因 由 1200 万 个 碱 基 对 组 成 。 这 些 科 学 家 对 酵 母 菌 基 因 进 行 了 修 改 ， 如 删 除 了 一