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人類基因工程究竟到了什麼程度?

在漫威電影《美國隊長2:冬日戰士》里有這樣一個情節,有位叫做佐拉的博士發明了一種演算法,它是一個基於大數據的程序,可以根據每個人的消費記錄、瀏覽網站、電話記錄、學校成績等內容來判斷這個人的性格特點,並預測他會不會成為危險分子,如果是的話,可以通過神盾局的超級無敵大殺器遠程定位,直接擊斃。在電影中,神盾局被九頭蛇控制,妄圖利用這套設備消滅所有反抗九頭蛇組織的人,不過他們的如意算盤被美隊破壞了。

這個演算法有點科幻,雖然大數據的應用範圍越來越廣,但根據大數據來判斷一個人的性格並預測他的行為聽起來著實有點不靠譜,假如這裡換個演算法,把大數據換成基因圖譜,會怎樣呢?

今天給大家介紹本科普書,名字叫做《基因傳》,作者悉達多·穆克吉,是位印度裔美國人。

本書從公元前的哲學家、數學家畢達哥拉斯講起,一直講到2015年以後,書挺厚,但讀起來挺有意思,有的故事很心酸,有的故事很吸引人,絲毫不輸於頂級推理小說。心酸的故事如孟德爾,他就是個悲劇。自從人類發現父子相像後就沒有停止過對遺傳秘密的破解,但在孟德爾之前,人們都認為遺傳是一個混合過程,有人認為遺傳信息在血液中,有人認為細胞中存在著縮微人,但不管怎麼講,他們都無法將人類生孩子這件事講的明明白白。後來孟德爾出現了,他通過實驗發現,純種高株豌豆的種子種下之後,只能長出純種高株豌豆,純種低株豌豆的種子種下之後,只能長出純種低株豌豆,兩者雜交的種子種下去,長出的全是高株豌豆,低株豌豆竟然消失了!雜交到第二代,低株豌豆竟然又出現了,且高株豌豆與低株豌豆之比為3:1(提示:高株為顯性基因,低株為隱性基因)。孟德爾反覆做豌豆的雜交實驗,最後得出結論:人體中有一種物質,它專門控制遺傳信息。不過這僅僅是邏輯推理而已,當時的觀測技術水平無法驗證這個問題的真偽,孟德爾因為不是科班出身的生物學家,又沒有顯赫的背景,因為這一言論成為大眾嘲笑的對象。直到孟德爾逝世十幾年後,人們才發現他的偉大,把他尊為「現代遺傳學之父」,他所謂人體中專門控制遺傳信息的物質後來被稱為基因。

吸引人的故事如「DNA雙螺旋結構」的發現,DNA的結構模型是生物學上的一大謎題,全世界的科學家都想破解它,他們是純靠二維照相+想像來構建這個模型的,首先我要承認自己的無知,我不太明白那個年代的科學家們為什麼不用電子顯微鏡直接觀察,是精度不夠?還是別的什麼原因?反正他們是用一門被稱為「晶體學」的學問來研究的,有學過立體幾何的,可能會很容易理解晶體學的原理,大致是這樣的:從一個角度利用X射線拍攝DNA,得到一幅二維圖像,然後再從另外的角度拍攝,得到第二幅二維圖像,就這樣不斷拍攝,不斷得到二維圖像,然後靠著想像把二維圖像變成三維模型,再拿著三維模型去驗證,如果不對,那就推倒重來。做工程的夥伴們,經常會遇到「三視圖+軸測圖」的圖紙,那就更容易明白這個原理了,不過那都是模式化的東西,幾乎用不到想像,而這個「DNA雙鏈互補雙螺旋結構」沒有任何可參考的東西,全憑想像,老實講,給我三維模型,讓我畫平面圖我都來不了,當時的科學家們真的是殫精竭慮,想搭建出這個模型,然後一舉成名。那個時候的競爭相當激烈,在作者的文字中,彷彿你也回到了那個年代,跟著他們一起思考DNA結構的秘密。這個秘密最後由沃森、克里克揭曉,他們因此獲得了1962年的諾貝爾生理及醫學獎。

後來,人類關於基因研究的步伐越來越快,1985年,美國率先提出了人類基因組計劃,世界各國相繼加入,我最關心的問題是:人類基因組計劃從提出到現在已經過去了30多年,這項研究究竟到了什麼地步?作者假設了一個實驗: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,於是得到這些兒童的遺傳圖譜,再假設某種計算引擎能夠對來自遺傳圖譜的數據進行挖掘配對,那麼就可以根據這些結果做出預測。目前遺傳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等。作者稱「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。」這樣的實驗如果被居心叵測的人如九頭蛇組織控制,那後果不堪設想。

現在世界上已經有了轉基因植物,也有了轉基因動物,就差轉基因人了,有的國家禁止科學家拿人類胚胎幹細胞做轉基因這檔子事,但也有國家對這種事持開放態度,不難想像,未來的未來,對人類基因的全面改造很有可能上演,至於會不會出現像《生化危機》那樣的後果,恐怕只有天知道吧。

英國有位遺傳學家,叫做約翰·薩爾斯頓爵士,他對智能生物「學會解讀自身指令」導致的哲學困惑感到十分驚詫,這個問題就如同智能機器人開始學習編寫自身指令一樣,簡直令人無法想像。

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