人类测序基因,原因可能比你想象的更多

几乎一下子,基因组学领域收获了一份特别的礼物:45组新的、完全测序的鸟基因组。这个大金矿来自于2014年,由一个为期四年的大型测序计划完成,有来自全球20多个国家、80多家研究所的数百位科学家参与了该计划。而这仅仅体现了生命这颗参天大树的一点小末梢。 该项由中国的BGI——全球最大的基因组学研究中心领导完成。BGI同时也主导了熊猫、老鼠和38种不同鸽子的基因测序工程,而这也是达尔文在其1859年推出的《物种起源》一书中关于进化论的一项重要证据。 BGI的一个最大的发现支持鸟类进化的大爆炸理论。由这些基因建立的家谱表明大多数鸟类在恐龙灭绝以后的短时间内迸发(1000到1500万年)。鸟类就像是长着翅膀的恐龙。 BGI的禽流感基因组计划非常庞大:数据的分析需要数台超级电脑连续工作300年才能完成。然而这也只是完成了世界上大量生物DNA测序的一小部分工作。鸟类是人类最喜欢的脊椎动物物种之一,其也只是40亿年生命之树上的一点末梢。 [caption id="attachment_5928" align="aligncenter" width="565"]Graphic shows higher-order animals that have had or in the process of having, their genomes sequenced 此图显示了高等生物已经具有的或者将要具有的基因组[/caption] 例如,基因组10K旨在获得每一类脊椎动物的代表性基因。这会涉及到10000组基因,从而获得高度相关物种的样品。G10K项目也激发了昆虫5K和GIGA项目,这两个项目旨在获得陆生昆虫和海洋无脊椎动物的大量序列。这只是全世界很多基因测序工作的一小部分 奥巴马最近宣布了一项百万基因组计划,是部分建立在目前已经进行的百万老兵计划之上的。Craig Venter正致力于其第一个「million-ome」项目的研究。韩国个人基因计划领导者Jong Bhak构想了一个亿万基因组计划。哈佛大学个人基因计划倡导者George Church正在号召每一个人基因测序工程。 我们正在对这个世界测序——从我们自身到这个星球上所有的有机体。我们正在解密这个星球的基因。这对于未来意味着什么?这样做的风险和收益是什么?
「在未来,我们的星球基因或许包括实验室诞生的新生命形式。甚至尼安德特人也可以通过代孕的形式复活。」
DNA是生命的基础,是我们细胞中的基因材料。每一个基因都是创造生命的良方。 DNA又是非常的简单。让我们把它想象成一种语言,但是仅仅有四个字母——A、G、C、T。这种基本元素的复杂结合方式使得我们获得了丰富多彩的生命。这些基本元素建立了单词、句子、段落、章节和书,即世间的一切生灵。它就是生物密码。 每一个基因都是一个自传。这些元素很好地解释了什么是眼睛、头发和肌肤颜色、基因健康问题和无数的其他性状。DNA可以是水晶球,它可以告诉我们过去的一切。我们基因来自于远古祖先。事实上,人类的基因99%和黑猩猩的相似。如果你看过去40亿年的生命,你会发现我们37%的基因来自于单细胞细菌生物。 [caption id="attachment_5929" align="aligncenter" width="2000"]Nicole Barna,剑桥怀特黑德研究所资深操作员,展示正在进行基因测序的人类DNA托盘。 Nicole Barna,剑桥怀特黑德研究所的资深操作员,展示的是正在进行基因测序的人类DNA托盘。[/caption] 可以读取人类DNA序列的能力使得我们在很多领域获得了一系列新的可能性,但是随之而来的也有很多问题,例如侵犯隐私、基因歧视、优生、婴儿设计、灭绝生命以及和设计生命形式等。目前通过病毒基因序列的电子副本已经可以对其进行重新复制,在2015年达沃斯峰会上世界领导者们已经将合成生物威胁列为世界将面临的最大威胁之一。 DNA研究在过去看来就像科幻小说,而现在正在一步步变成现实。艺术家Heather Dewey-Hagborg开始在纽约的大街上拾拣基因垃圾,然后分析其中的一些基因,例如眼睛,颜色和性别等来创造面部,并且通过3D呈现出来。在公共场合你遗落的任何头发都会是你DNA的全息影像。 这也催生了一个关于全球基因监视的大问题。为了应对这个问题,Dewey-Hagborg创造了一种喷雾剂,可以清理任何你触碰过的表面,从而使得个人信息不外露。虽然还是艺术,她的工作已经接近问题本质。
「我们正在努力获得对世界上生命进行测序的能力,同时我们也在丧失者生物多样性。」
我们正在经历着全球生物多样性的一次大变迁,而这是这个地球从未遇到过的。我们正在进入第六次物种大灭绝。我们正在努力获得对世界上生命进行测序的能力,同时我们也在丧失者生物多样性。由于过度消费,栖息地分布,环境污染和气候变迁等原因,到本世纪末,地球多拥有的基因组将远低于达尔文时期拥有的基因组。 但是这也可能会有新的物种从实验室诞生。甚至有人认为尼安德特将会通过代孕的方式复活。是的,这不是科幻小说。 你或者你爱的人会读取你的DNA吗?DNA测试在很久前就脱离了实验室。在一些主要城市推行路边基因检测是可能的,血统检查和全基因组测序现已可以实现,这样适用于很多类型的动物。实用基因组学将会引发新的革命。
「这引发了关于基因监视的更深层问题。」
科学家正在努力实现「100美元基因」工程,这也许会导致在接下来的十年大量基因的积累。我们可以获得比地球上的人更多的基因。为什么这么做呢?因为我们很多人都需要关于癌症的基因序列,从而获得最好的治疗方案。 或许最有价值的发现将会来自于对我们周围的微生物的研究——人类微生物组。微生物是地球上的主要生命形式,基因组学将可以揭示其工作方式可以保证我们和这个星球的健康运行。 所有这些数据将会让我们对这个星球的基因有一个全新的认识。我们正在对地球进行生物编码。 机器之心编译出品,编译:杨超
入门
返回顶部