《見識叢書：基因傳》
【作者】[美] 悉達多?穆克吉
【譯者】馬向濤
【出版單位】中信出版集團
人類征服基因的時代已經到來
本書內容的編排按照時間順序與故事情節展開，因此我們也可以把它當作一部反映基因發展史的傳記。該故事起源於孟德爾（Mendel）種植豌豆的花園。1864年，他在摩拉維亞一座不起眼的修道院里發現了「遺傳因子」，可惜這項具有劃時代意義的成果旋即被人們遺忘（「基因」一詞直到幾十年後才問世）。孟德爾定律與達爾文進化論有部分內容不謀而合。基因概念的橫空出世使得英美兩國的改革派喜出望外，他們希望通過操縱遺傳規律來加速人類進化與解放。20世紀40年代，納粹德國為了實現上述目標已經達到瘋狂的極限，他們利用某些殘忍的人體實驗來驗證優生學理論，其中包括監禁、絕育、安樂死以及滅絕人性的屠殺。
第二次世界大戰（以下簡稱「二戰」）結束後科學技術的迅猛發展促成了生物學領域的革命。研究證實DNA（脫氧核糖核酸）就是遺傳信息的載體。如果我們使用專業術語來表述基因的「作用」，那麼基因就是通過編碼化學信息來合成蛋白質，從而控制生物的性狀並且行使生物學功能。詹姆斯?沃森（James Watson）、弗朗西斯?克里克（Francis Crick）、莫里斯?威爾金斯（Maurice Wilkins）與羅莎琳德?富蘭克林（Rosalind Franklin）都是傑出的科學家，他們共同努力的結果揭示了DNA三維結構的奧秘，並且提出了具有標誌性意義的「DNA雙螺旋結構」學說。隨後科學家們乘勝追擊，迅速破解了遺傳密碼的規律。
20世紀70年代，有兩項對遺傳學起到重要影響的技術問世，這就是我們耳熟能詳的基因測序與基因克隆，它們分別代表著基因的「讀取」與「複製」（「基因克隆」包括所有用於從生物體中提取基因，然後經過一系列體外操作後獲得雜交基因，並且這些雜交基因可以在活細胞內大量複製的技術）。
20世紀80年代，人類遺傳學家開始使用這些技術比對並鑒別疾病相關基因，例如亨廷頓病與囊性纖維化。開展此類基因鑒定工作意味著遺傳病管理進入了新紀元，而這些技術能夠讓父母對胎兒進行篩查，如果胎兒攜帶危害健康的突變基因，那麼父母可以選擇終止妊娠（對於許多為胎兒檢測唐氏綜合征、囊性纖維化或者泰伊—薩克斯二氏病基因的父母，以及那些接受BRCA1或BRCA2基因檢測的女性而言，他們實際上已經成為基因診斷、管理與優化領域的受益者）。本書講述的故事並非遙遠的夢想，人類征服基因的時代已經到來。
我們在許多人類腫瘤中發現了多種類型的基因突變，這也為深入了解此類疾病的遺傳學改變奠定了基礎。同時人類基因組計劃的實施則將該領域推至自然科學的巔峰，並且在堪稱典範的國際合作中順利完成了全部人類基因的比對與測序工作。2001年，人類基因組草圖正式公布。根據基因組計劃的發展方向，我們將從基因層面來理解人類遺傳過程中變異與「正常」的行為。
與此同時，基因還涉及某些敏感內容，例如民族關係、種族歧視以及智力差異，當然這也可能成為政治與文化領域中引起廣泛爭議的焦點話題。除此之外，基因也顛覆了我們對於性別、身份以及選擇的理解，從而直接影響到每個人的切身利益。
本書用敘事的手法講述了基因概念的歷史演繹，而我也藉此來追憶家族變遷的世事滄桑。
後記
人類遺傳學的三大挑戰
現在人類遺傳學還面臨著三項艱巨的挑戰，而它們均與辨別、分割和最終重建有關。其中第一項挑戰就是辨別人類基因組中信息編碼的確切本質。儘管人類基因組計劃已經為後續工作奠定了基礎，但是目前我們還面臨著許多懸而未決的問題，例如，人類基因組中30 億個鹼基對究竟「 編碼」了什麼信息？基因組中的功能元件是什麼？儘管基因組包含有21 000 至24 000 個蛋白質編碼基因，但是其中分布的基因調節序列與DNA 片段（內含子）將把基因分割成不同的區塊。基因組中的信息可以構建成千上萬的RNA 分子，雖然它們無法被翻譯成蛋白質，但是依然會在細胞生理過程中發揮多種作用。而我們曾經認為的那些「 垃圾」DNA 有可能編碼了幾百種未知的功能。此外，在細胞核的三維結構中，染色體在經過纏繞與摺疊後可以通過相互接觸發揮作用。
到目前為止，基因變化僅對那些導致表型發生顯著改變的高外顯率疾病具有強大的預測作用。由於我們很難對於多個基因變異形成的組合進行解讀，因此根本無法確定某種特定基因的排列組合（基因型）在未來會產生何種特定結果（表型），而此類情況在結果受到多個基因支配的時候顯得尤為突出。
但是隨著新技術的應用，這種僵局將很快得到改觀。現在讓我們在腦海中虛擬一項思維實驗。假設我們可以前瞻性（在不了解任何兒童未來的前提下）地對10 萬名兒童的基因組進行全面測序，然後針對每位兒童創建出包含全部變異與功能元件組合在內的資料庫（這裡所說的10 萬隻是一種數量上的泛指，實驗對象可以被擴展至任何數量的兒童）。現在假設我們已經獲得了該隊列兒童的「 命運圖譜」，並且將鑒定出的每種疾病與生理異常記錄於平行的資料庫中，那麼我們或許可以將這種記錄著個體全套表型（屬性、特徵、行為）的圖譜稱為人類「 表型組」。接下來，假設某種計算引擎能夠對來自遺傳圖譜或命運圖譜的數據進行挖掘配對，那麼我們就可以根據這些結果對於雙方做出預測。儘管上述方法仍存在各種不確定性（甚至非常嚴重），但是10萬份基因組與表型組圖譜構成的數據集依然具有強大的說服力，它可以描繪出編碼於基因組內部的人類命運本質。
這種命運圖譜的特別之處就在於它不會受到疾病檢測領域的局限，該方法還可以根據我們的需求在廣度、深度以及詳細程度上進行調整。目前命運圖譜可能的應用範圍包括低出生體重兒、學齡前學習障礙、青春期短暫躁動、青少年迷戀、婚姻、出櫃、不孕症、中年危機、成癮傾向、左眼白內障、早禿、抑鬱、心臟病以及晚期卵巢癌或乳腺癌。雖然這種實驗在過去簡直無法想像，但是計算技術、數據存儲與基因測序的協同作用將使其在未來成為可能。我們可以把它看作某種規模龐大的雙胞胎實驗（研究對象並不是雙胞胎）：該方法可以跨越時空對基因組與表型組進行匹配，然後通過計算創建出數以百萬計的虛擬遺傳「 雙胞胎」，而這些排列組合就能夠被用於生命事件的注釋。
由於通過基因組來預測疾病與命運的方法具有自身局限性，因此我們需要對於此類項目保持清醒的認識。「 也許，」就像某位評論員所批評的那樣，「 遺傳學解釋的命運最終將脫離傳統的病因學理論，它不僅無法完全呈現環境因素的作用，還會產生某些可怕的醫學干預手段，而這種方法對於詮釋人類命運根本沒有任何作用。」但是此類研究的意義在於它可以「 擺脫」疾病的束縛，人們可以通過基因來理解個體發育與命運轉歸的變遷。如果能夠將背景依賴或環境依賴的情況稀釋或濾除，那麼保留下來的就是深受基因影響的事件。總體而言，只要人群數量與計算能力達到一定程度，我們就可以確定並算出基因組擁有的全部預測能力。
後人類時代來臨
到底是什麼力量或機制才能解釋人類個體截然不同的命運與選擇呢？人們在18 世紀之前曾經把個體命運歸結於神的旨意。其中印度教徒長期以來認為個體命運與其前世的因果報應密不可分。（在印度教中，主神就像一位至高無上的道德稅務會計師，他將根據既往投資的盈虧來清點與分配命運的優劣）。而基督教中的上帝也是恩威並施的化身，他既是桀驁不馴的運動員又是最終命運的裁判員。
19 世紀與20 世紀的醫學發展為命運與選擇提供了更為世俗化的概念。疾病或許是命運中最為常見的典型代表，我們可以通過規範的術語對其進行描述，它們不再是天譴神罰的愚昧無知，而是風險、暴露、體質、環境與行為共同作用的結果。與此同時，我們把選擇理解為個體心理、經歷、記憶、創傷與身世表達的一種方式。到了20 世紀中期，身份、親緣、氣質與偏好（異性戀與同性戀或衝動與謹慎）越來越多地被描述為是心理衝動、個人歷史與隨機因素交互作用產生的現象，因此就誕生了涵蓋命運與選擇的流行病學。
在21 世紀開始的前10 年，我們開始學習使用另外一種語言來講述因果，然後以此來構建某種全新的自我流行病學：我們開始從基因與基因組的角度來描述疾病、身份、親緣、氣質以及偏好，並且最終運用上述理論來詮釋命運與選擇。儘管基因作為反映人類本質與命運的唯一途徑並非是遙不可及的天方夜譚，但是這種頗具爭議的觀點也讓我們在面對歷史與未來的時候謹言慎行：基因對於人類生存的影響要遠比我們想像中的更為錯綜複雜與驚心動魄。當我們嘗試去定向解讀、改變與操縱基因組，並且獲得改變未來命運與選擇的能力時，上述觀點也就變得愈發具有煽動性與破壞性。1919 年，摩爾根曾經寫道：「人類最終會了解自然的本質，而所謂的神秘莫測不過是場錯覺罷了。」隨著科學技術的突飛猛進，我們當前正在把摩爾根的結論從了解自然擴展至領悟人性。
我的腦海中經常會出現賈古與拉傑什的身影，假設兄弟二人出生在距今50 年到100 年的未來，那麼他們的生活軌跡又會是什麼樣子呢？我們能否根據遺傳學易感性來治癒摧殘他們生命的疾病呢？這種知識能否幫助他們恢復「正常」呢？如果答案是肯定的話，那麼又會涉及何種道德、社會與生物危害呢？人們對於這種類型的知識是否會產生全新的理解與同情呢？還是說它們會成為新型歧視的核心內容？
這種知識能被用來重新定義什麼是「 自然」嗎？但是「 自然」到底是什麼呢？我捫心自問。從一方面來說，它具有變異、突變、轉換、無常、離散與流動的屬性；而另一方面，它還表現出恆常、持久、完整與保真的特徵。那麼我們該如何辨別自然的身份呢？由於DNA 本身就是一種自相矛盾的分子，因此它編碼的生物體也是千奇百怪。我們原本想從遺傳特徵中總結出恆常的規律，但是卻在不經意之間發現了變異（對立面）的奧秘，同時還認識到突變是保持人類本質的必要條件。我們體內的基因組正在努力維繫著各種力量之間脆弱的平衡，其中就包括彼此互補的雙螺旋結構、錯綜複雜的過去和未來以及揮之不去的慾望和記憶，而這也構成了世間萬物最為人性的核心。因此如何科學管理就成為人類認知世界與明辨是非的終極挑戰。
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