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1700171587 问题的政治化产生了荒谬的结果。1992年,全球最大的种子公司先锋公司(Pioneer)将巴西坚果中的一个基因转入了大豆,旨在改善天然大豆中所缺乏的甲硫氨酸。有些人将大豆作为主食,改良的大豆对他们来说更加健康。但是,世界上有不少人对巴西坚果过敏,因此先锋公司对转基因大豆进行了检测,发现这些人对转入了坚果基因的大豆也过敏。这时,先锋公司提醒有关部门,公布了结果并放弃了这个项目。有统计表明,每年有不超过2名美国人死于由新型大豆所引发的过敏,但这种新型大豆每年却可拯救全球数十万营养不良者。然而,这个故事不仅没有成为公司谨慎行事的正面案例,反而被环保主义者重新演绎,用以展现基因工程的危险性和企业恣意妄为下的贪婪。[2]
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1700171589 尽管许多项目出于谨慎而被关停,可以肯定的是,到2000年,美国出售的农作物种子中有50%~60%是经过基因改造的。无论好坏,基因改造作物都将继续存在。
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1700171591 基因改造动物也是如此。将一个基因转入动物中,永久性地改变它和它的后代,这一技术应用如今在动物中和在植物中一样简单,只需将基因插入即可。将目标基因吸进非常细小的玻璃移液器,待小鼠交配12小时后,取出处于单细胞状态的小鼠胚胎,将移液器的尖端刺入胚胎中,并确保移液器的尖端进入细胞的两个细胞核之一,然后轻轻按下。这个技术远不够完美:只有大约5%的小鼠会表达目标基因。而在其他动物,比如在奶牛身上,成功率更低。但即便是在这5%的“转基因”小鼠中,基因也是被随机地整合进一条染色体的任意位置上的。
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1700171593 转基因小鼠是科学的瑰宝,正是有了它们的存在,才使科学家得以发现基因的功能及其作用机制。转入的基因不一定非得来源于小鼠,也可以来自人:与计算机不同,实际上所有生物体都可以运行任何类型的软件。例如,可以通过转入人类18号染色体使极易患癌的小鼠重新恢复正常,这是早期发现18号染色体上具有抑癌基因的部分证据。但是更为常见的是转入单个基因,而非插入整条染色体。
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1700171595 显微注射正在被一种更为巧妙的技术所取代,这项技术具有一个明显的优势:可以使基因插入到确切的位置。在出生才3天的时候,小鼠的胚胎就含有了胚胎干细胞(ES细胞)。如果提取其中的一个ES细胞,并向它注入一个基因,就像马里奥·卡佩奇(Mario Capecchi)于1988年首次发现的那样,细胞将在这个基因的确切位置进行剪接,继而取代现有的基因。卡佩奇克隆了一个小鼠原癌基因int-2,通过在电场中短暂打开细胞孔将这个基因插入小鼠细胞,随即他观察到新基因找到了有问题的基因并将其替换掉了,这个过程称为“同源重组”,其常见机制是使用同源染色体上的另一条作为模板来修复断裂的DNA。细胞将新基因误认作模板,依葫芦画瓢进而修复了现有基因。修复后,ES细胞便可以被放回胚胎,并长成“嵌合体”小鼠,即一些细胞含有新基因的小鼠。[3]
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1700171597 同源重组使得基因工程操作者不仅可以修复基因,还可以反其道而行之:通过插入错误的基因来有意破坏原本正常的基因。结果就会得到所谓的基因敲除小鼠,这样的小鼠在成长的过程中会携带一个沉默基因,从而可以更好地用于揭示此基因的真正功能。与现代生物学的其他领域一样,记忆机制的发现(详见16号染色体那章)很大程度上归功于基因敲除小鼠。
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1700171599 不仅对科学家有用,转基因动物,如转基因绵羊、牛、猪和鸡,也颇具商业用途。比如,人类凝血因子的基因已经被转入了绵羊体内,人们希望可以从羊奶中获得凝血因子并用于治疗血友病。出于偶然,负责此项目的科学家在1997年初克隆出了绵羊多莉,它的出现震惊了全世界。此外,魁北克的一家公司将蜘蛛产丝的基因导入山羊中,希望能从山羊奶中提取丝蛋白用以纺丝。还有,另一家公司将希望寄托在鸡蛋上,想把鸡蛋变成工厂,用以生产从药品到食品添加剂等人类所需的各种有价值的产品。即使这些半工业化的应用以失败告终,就像它正在给植物育种带来革新那样,转基因技术也将给动物育种注入新的力量,比如,让肉牛长出更多的肌肉,让奶牛产出更多的奶,让母鸡产下更加美味的鸡蛋。[4]
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1700171601 听起来似乎很容易。对于一个实验设备精良的优秀团队而言,得到转基因人或基因敲除人,几乎没有任何技术障碍。在几年之后,理论上你可以从自己的身体中取出完整的细胞,将基因插入特定染色体上的特定位置,将细胞核转移到已去除细胞核的卵细胞中,然后利用这个胚胎培育出一个新人类。他就是你的转基因克隆体,除了具有某个基因的变异型(比如说谢顶基因)之外,其他各方面都是相同的。你也可以使用来自此类克隆的ES细胞来培育出备用肝脏,以替代被酒精损坏的肝脏。或者,还可以在实验室中培养人类神经元来测试新药,从而拯救实验动物的生命。或者,如果出现精神疾病,你大可将自己的财产留给克隆人,放心地离开。要知道,在某种程度上而言你依然活着,且活得更好。不必让人知道他是你的克隆体。如果后来随着年龄的增长,他与你越来越相似,即便那不退却的发际线也无法引起人们的怀疑。
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1700171603 不过,这一切暂时还只是停留在幻想阶段,因为人类ES细胞才刚刚被发现,但相信过不了多久,幻想即可转变为现实。如果人体克隆成为可能,这样做是否合乎伦理?作为一个自由的个体,你拥有自己的基因组,政府不能将其收归国有,公司也不能售卖它,但你自己是否有权伤害克隆体呢?你是否有权改造自己的克隆体呢?当前,全社会似乎都比较倾向于抵制这种诱惑,希望暂停克隆或生殖系基因治疗,严格限制胚胎研究,并且放弃一切医学试验,以规避未知风险。每一部科幻电影中浮士德式的说辞都灌输给我们这样的思想:篡改自然会招致凶残的报复。我们变得越来越谨慎,或者说我们作为看客变得越来越谨慎了。作为消费者,我们的做法或许会截然不同。克隆是很可能发生的,并非因为多数人赞同克隆,而是少部分赞同克隆的人直接付诸行动了。试管婴儿基本上就是这样的。要知道,社会可从未放开过对试管婴儿的管制,可那些迫切想要孩子的人,硬是给试管婴儿蹚出了一条路[4]。
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1700171605 同时,现代生物学所遭遇的囧境,层出不穷。比如,若18号染色体上的抑癌基因有缺陷,基因治疗就无能为力了。与此同时,一个简单得多的预防性措施近在眼前。新的研究表明,对于那些带有肠癌易感基因的人来说,进食富含阿司匹林的食品以及未成熟的香蕉,可以很好地预防癌症[5]。基因可以帮助诊断,但却无法给予治疗。基因诊断外加常规治疗,或是基因组对医学的最大恩惠。
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1700171607 [1] 基因泰克创立于1976年,被认为是生物技术行业的创始者。2009年3月26日,瑞士罗氏制药集团出资约468亿美元全额收购了该公司。——译者注
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1700171609 [2] 赛特斯公司创立于1971年。在1991年与另一家公司合并之前,该公司开发了几种重要的药物以及革命性的DNA扩增技术。——译者注
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1700171611 [3] 渤健创立于1978年,公司专门从事研究和开发神经变性,血液和自身免疫性疾病的药物。其创始人之二,即哈佛大学的沃尔特·吉尔伯特和麻省理工大学的菲利普·艾伦·夏普,均是诺奖得主。——译者注
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1700171613 [4] 我国不孕不育率高达15%~20%,试管婴儿技术给不孕不育夫妇带来了希望。研究表明当女性年龄超过38岁之后,胚胎染色体异常的概率急剧上升。传统的形态学方法并不能分辨胚胎染色体是否存在异常,对胚胎进行染色体数目和结构异常检测(如EmbryoSeq系列基因检测),可有效提高临床妊娠率,降低流产率。——译者注
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1700171615 [5] 最新文章对采用阿斯匹林防治有争议,主要会加剧3期以上的远端转移。——译者注
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1700171620 基因组:生命之书23章 [:1700169988]
1700171621 基因组:生命之书23章 19号染色体 预防
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1700171623 99%的人对于这场变革速度之快,一无所知。
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1700171625 ——史蒂夫·福多尔(美国昂飞公司总裁)
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1700171627 任何医疗技术的进步都使我们人类面临道德的困境。对于一项可以救命的技术,即便存在风险,倘若不去开发与使用它,也会让我们良心不安。在石器时代,我们只能眼睁睁看着亲人死于天花,而束手无策。而在爱德华·詹纳(Edward Jenner)医生完善疫苗接种后,如果我们仍眼睁睁看着亲人死于天花而无动于衷,那就是我们失职了。在19世纪,我们只能看着父母死于肺结核,此外别无选择。而在亚历山大·弗莱明爵士(Sir Alexander Fleming)发现青霉素后,如果不送垂死的结核病人去就医,那就是我们疏忽了。这对个人而言是这样,在国家和民族层面上尤为如此。对于在贫穷国家肆虐并夺走无数幼童生命的流行性腹泻,富有国家再也不能坐视不管,因为医学发展迅速,我们已没有借口袖手旁观了。在这一点上,口服补液疗法满足了我们的良心。正因为我们有能力去做些事,所以我们必须要做点什么。
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1700171629 本章是关于两种疾病的基因诊断,这两种病均特别常见,且又十分折磨人。一种是迅速而无情的杀手,冠心病。另一种是缓慢而无情的记忆小偷,阿尔茨海默病。我认为,在运用基因知识来干预这两种疾病时,我们可能过于保守和谨慎,如若不敢先试先行,或会失德于人民。
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1700171631 有一个编码载脂蛋白的基因家族(APO基因)。它们有4种基本类型,分别是A、B、C和很是特别的E,而在各自不同的染色体上每种基本类型又具有很多不同的亚型。其中,最让我们感兴趣的是恰好位于19号染色体上的APOE基因。要了解APOE的工作,我们需要先说点题外话——胆固醇和甘油三酯的“品格秉性”。当你吃下一盘培根和鸡蛋时,会吸收大量的脂肪和胆固醇,胆固醇是一种用于合成多种激素的脂溶性分子(详见10号染色体)。这些物质经过肝脏消化后,会进入血液循环,以便运输到其他组织。由于甘油三酯和胆固醇均不溶于水,因此这些物质必须在脂蛋白的帮助下才能进入血液。在运输过程开始时,满载胆固醇和脂肪的“运输卡车”被称为极低密度脂蛋白(VLDL)。当它卸下一些甘油三酯时,会变成低密度脂蛋白(LDL,“坏胆固醇”)。最后,在卸载了胆固醇后,它会变成高密度脂蛋白(HDL,“好胆固醇”),然后返回肝脏接受新的运输任务。
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1700171633 对于APOE编码的蛋白质(称为apo-epsilon),其作用是介导极低密度脂蛋白,与需要甘油三酯的细胞受体进行识别。APOB编码的蛋白质(也称apo-beta)的职责是以类似的方式来卸下胆固醇。因此,很容易看出APOE和APOB与心脏病有着重大的关系。如果它们不能正常工作,胆固醇和脂肪会滞留在血液中,并且有可能在动脉壁上形成动脉粥样硬化。将实验小鼠的APOE基因敲除,那么小鼠即使正常饮食,也会发生动脉粥样硬化。另外,制造脂蛋白以及细胞受体的基因也会影响胆固醇和脂肪在血液中起作用的方式,从而诱发心脏病。值得一提的是,家族性高胆固醇血症就是一种会导致心脏病易感性的遗传病,该病是由胆固醇受体基因上一种罕见的“拼写错误”造成的。[1]
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1700171635 APOE之所以与众不同,是因为它的多态性。除了极个别情况,人体的大多数基因一般只有一种版本,很少有例外的,而APOE基因的多样性正如人类眼睛的颜色那样,它有E2、E3和E4三种常见类型。三种APOE的区别在于清除血液中胆固醇的效率不同,这就造成不同人群的心脏病易感性存在差异。在欧洲,E3是清除胆固醇效率最高的,也是人群中最普遍的:超过80%的人至少有一份E3拷贝,39%的人有两份E3拷贝。然而,7%的人同时携带两份E4拷贝,他们患早发性心脏病的风险特别高;4%的人携带两份E2拷贝,这些人也容易患心脏病,只是在患病方式上有些许不同。[2]
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