科學家打算人工合成整個人類基因組？

知識 09-29

合成人類基因組將需要組裝三十億的鹼基對，每一個鹼基對就像DNA雙螺旋「梯子」上的一個「橫杠」。

是的，這是真的，一個主流遺傳學家團隊正在呼籲用合成的方法構建人類基因組。也就是說他們想把三十億個鹼基對進行裝配，組建成一個完整的人類基因組。我們知道DNA編碼了人的全部身體以及人的生命過程，它們是一個有血有肉的人的核心物質。

但是，該組織也想澄清一個事情：「我們並不是想合成一個人，」計劃的領導者之一Jef Boeke有點惱怒地說，「我們從來沒有這個打算。」

這個聲明是非常必要的，因為在幾周前有報道說科學家正在密謀憑空製造人類。

並非如此，組織者們說他們的計劃還是在追隨之前的「人類基因組計劃」。之前的人類基因組計劃歷時13年，完成於2003年。這個宏大的計劃完整的對人類的基因組進行了測序，這也就是說，他們用人類DNA組為樣品，對其中30億個核苷酸序列進行了破譯，最終形成一系列以腺嘌呤、鳥嘌呤、腺嘧啶、胸腺嘧啶為單位的基因序列。如果之前的計劃是「讀」基因信息，Boeke和他們的同事認為他們的新計劃是「寫」人類基因組。

基因組測序的成本越來越低

之前的人類基因組計劃被認為是科學史上一個最偉大的里程碑，因為研究者對完整的人類基因組進行了測序。在完成這個目標的過程中，一些測序的技術發生了革命性的突破，使得這個技術以指數級的速度變得快速與便宜。今天，最高級的測序儀器可以在一天之內分析整個人類基因組，美國國家衛生研究所估計現在整個人類基因組測序的成本大約只需要1000美金。

一旦基因組測序的成本和時間驟減，科學家和醫生髮現了無窮的方式來利用它。以最近在醫學領域的一個案例為例，兒科醫生可以在重症護理室26小時內對新生兒的基因組進行測序，來診斷他們的疾病。

同樣的，生物學家們共同完成合成整個人類基因組這個雄偉的目標，也將極大的刺激DNA合成技術。「用在這個過程中誕生的新技術，我們能做更多的實驗與發現更多的問題，Boeke說。

突破可能會來自一些新成立的生物合成公司，比如Twist Bioscience、Gen9公司這樣的公司，他們按照客戶的需求大量的合成DNA。這樣的公司讓目前DNA合成價格降到10美分一個鹼基（這個價格是小量訂購的價格，如果大批量的訂購價格可能會低至3美分一個鹼基）。

《科學》上的論文描述了DNA合成成本削減的目標，他們推測在十年之後DNA合成的價格可能是目前價格的千分之一。

去年在紐約召開的合成基因組大會上，科學家們開始提出了合成人類基因組這個設想。作為東道主之一的Boeke和他的同事提出他們近期工作的目標是人工合成酵母的基因組，他們預計在幾年之內完成，如果成功完成將是目前為止最大的被人工合成的基因組。

但是，另一個參會者的夢想更加宏大。來自於Autodesk公司的研究者Andrew Hessel表示，最好的增加關注方式是合成人類的基因組。「這是一個奇妙的瞬間，」Boeke說，「這根本就不是會議的議程，我們其實正在討論合成蠕蟲、線蟲和酵母的基因組」。

合成人類基因組計劃目前還不是一個正式的項目，僅僅是一個想法而已。但是提出這個設想的研究小組包括哈佛大學的合成生物學家George Church，希望能說服美國的基金委員會、慈善家以及私人公司都參與進來。這個小組推測大約需要1億美金的科研經費就可能開始這項計劃。按照發表在《科學》上的論文介紹，總的經費可能難以估計，但是可能少於之前人類基因組計劃所花費的30億美金。這只是一個基本的預算。