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自然选择，一旦选定了一个解决问题的方法之后，就会频繁地用它来解决另一个问题。细胞凋亡除了消灭癌细胞之外，还有其他用途。它在对抗普通传染病方面也很有用。如果一个细胞检测到它被病毒感染了，为了整个身体的利益，它可以杀死自己（蚂蚁和蜜蜂也会为了种群的整体利益而自杀）。有充分的证据表明，一些情况下某些细胞确实会这样做。不可避免，已有证据表明某些病毒已经演化出一种防止细胞自杀的方法。导致腺热或单核细胞增多症的EB病毒，含有一种暂时休眠的细胞膜蛋白，其作用似乎是阻止被感染细胞的自杀倾向。引起宫颈癌[3]的人类乳头状瘤病毒携带了两个基因，其作用是关闭TP53和另一个抑癌基因。
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我在4号染色体那章提到的亨廷顿舞蹈症，就是由于脑细胞的过度凋亡所致，脑细胞一旦凋亡就无法被替代。因为成人大脑中的神经元无法再生，这就是为什么有些脑损伤是不可逆的。这在演化上很有意义，因为不同于皮肤细胞，每个神经元细胞都是形状精巧、训练有素、经验丰富的“接线员”。因此当大量脑细胞凋亡后，如果用新生的、未经训练的、形状不定的神经元来代替，只会更糟。当病毒侵入神经元时，神经元不会接到自杀的指令。相反，某些病毒自身会诱导神经元凋亡，目前原因尚且不明。致命的甲型脑炎病毒就属于这种情况。[10]
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除了癌症，细胞凋亡对于预防癌症之外的其他类型的突变也很有用，比如由自私的转座子所引起的遗传变异。有证据表明，卵巢和睾丸中的生殖细胞受到卵泡细胞和睾丸支持细胞的监控，一旦发生突变就会引起细胞凋亡。例如，在一个5个月大的人类胚胎的卵巢中，有近700万个生殖细胞。到了出生的时候就只有200万个了。而在这200万个中，只有400个左右最终会成为卵细胞排出体外，其余大多数将因细胞凋亡而被淘汰。这就是无情的优生策略，会对不完美的细胞发出严格的自杀命令（身体是一个实行极权主义的地方）。
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同样的原则可能也适用于大脑，在那里，ced-9和其他基因在该器官的发育过程中会淘汰大量的细胞，任何一个无法正常行使功能的细胞都会为了整体利益而牺牲自己。因此，由凋亡而淘汰一些神经元，不仅使学习成为可能，还提高了剩余脑细胞的平均质量。此外，在免疫细胞那里也发生了类似的事情，即通过细胞凋亡来淘汰细胞。
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细胞的凋亡行动都是各自为政的，没有一个中枢机构来决定生死。这就是它的高妙之处。就像胚胎发育一样，它们通过自身经验判断需要杀死哪些细胞。余下的难题在于：细胞凋亡是如何演化而来的。如果一个细胞被感染、癌变或是产生了有害突变，它就会杀死自己，这样它就不能把它的优点传递给下一代。这个“神风难题”[4]，可以用群体选择理论来进行解释：细胞凋亡程序运行较为有效的个体较其他人而言，具有更大的生存优势，因此，就能更好地将优点传递给下一代。这样一来，虽然体内的细胞凋亡模式无法遗传给后代，但其体内的细胞自杀机制还是可以通过遗传留给后代的。[11]
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[1] 肿瘤的早期发现，除了定期的临床检查以外，在基因层面上，也可实现特定肿瘤的早期预警。如华常康无创肠癌筛查基因检测，可通过检测粪便中携带的肠道脱落细胞DNA中基因的甲基化水平，评估受检者是否罹患结直肠癌以及癌前病变。——译者注
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[2] BRCA1/2基因是评估乳腺癌、卵巢癌和其他相关癌症发病风险的重要生物标志物，也是影响患者个体化治疗方案选择的生物标志物。对于有相关癌症病史的个体，遗传性肿瘤基因检测可以探寻病因，同时指导临床用药；对于有相关癌症家族史的个体，遗传性肿瘤基因检测可以评估特定肿瘤风险，做到未雨绸缪，未病先防。——译者注
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[3] 宫颈癌是最常见的妇科恶性肿瘤，但它也是病因最为明确、最有可能被完全预防的恶性肿瘤。其发病原因与HPV病毒的长期反复感染密切相关，注射HPV疫苗、定期进行HPV筛查是预防宫颈癌的主要途径。目前，可通过HPV分型基因检测（如SeqHPV®）进行筛查，识别出HPV阳性人群，结合临床检查，可以实现宫颈癌的早期发现、早期干预。——译者注
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[4] 神风难题，特指二战期间日本神风特攻队所发起的史上规模最大、最残酷的自杀式攻击这一现象背后的逻辑所在。其生物学和社会学基础究竟是什么，难以回答，故称其为难解之题。——译者注
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基因组：生命之书23章 18号染色体 疗法
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疑惑足以败事，一个人往往因为遇事畏缩的缘故，失去了成功的机会。
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——《一报还一报》（威廉·莎士比亚）
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在第三个千年即将到来之际，我们终于得以有能力编辑自身的遗传密码文本。它不再是尘封的珍贵手稿，而是刻录在了光盘上，可供我们增添、删减、重排或改写。本章旨在阐述我们如何做、是否应该做以及为什么要做这种编辑。不过，在即将开始之际，人们似乎勇气不足，想要退却。大家极力想要扔掉整套文本编辑器，并坚持认为基因文本神圣不可侵犯。简而言之，本章是关于遗传操作的。
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对于大多数非专业人员而言，遗传研究的终极目标显然是对人类进行基因改造。这或许意味着在几个世纪之后的某一天，将出现携带全新基因的人。在当下，这意味着一个人可以从别人，或别的动植物那里借用基因。这样的事情有可能发生吗？如果可能，这合乎伦理吗？
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上一章中已经简要地提过，第18号染色体上有一个抑制结肠癌的基因，不过这是一个还未被完全定位的抑癌基因。人们曾认为这是一个名为DCC的基因，但现在我们知道DCC引导脊柱神经的生长，与抑癌无关。抑癌基因的位置靠近DCC，但要找到它并非易事。如果出生时带有该基因的错误拷贝，罹患癌症的风险会大大增加。未来的基因工程师可以像更换汽车上的故障火花塞一样将其取出并换掉吗？在不久的将来，答案是肯定的。
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在我刚开始新闻职业生涯时，整理材料要用剪刀裁下报刊内容并用胶水一一进行粘贴。现在倒好，若要移动、修改段落，只需稍微用下微软软件就大功告成了。（说话时分，我刚把这一段从下一页移到此处。）但是原理是相同的：要移动文本的话，得先将它剪切下来，然后再粘贴到其他地方。
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要对基因文本做同样的事情，也需要剪刀和胶水。幸运的是，自然界为满足自身需求已经发明好了这两样东西。胶水是一种连接酶，它们遇到散开的DNA时会将其缝合在一起。剪刀叫作限制性内切酶，是1968年在细菌中发现的，它们在细菌细胞中的作用是通过切碎病毒的基因来将其消灭。但是人们很快就发现，限制性内切酶与真正的剪刀不同，它们异常挑剔，只切割特定序列的DNA链。现在已知的限制性内切酶有400种，每种都识别并剪切不同的DNA序列，这就好比一把剪刀只有在找到“特定”词的时候才把纸剪开。
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1972年，斯坦福大学的保罗·伯格（Paul Berg）在试管中使用限制性内切酶将病毒的两段DNA切成两半，然后使用连接酶把它们以新的组合方式进行再次黏合，从而制造出了第一个人造的“重组”DNA。这表明，人类开始可以像逆转录病毒那样，将基因插入染色体了。在那之后不到一年的时间里，首个基因工程细菌诞生了，这是一株带有蟾蜍基因的肠道细菌。
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一时，公众哗然。除普通民众外，科学家自己也认为应该三思而后行，不该轮番抢用这项新技术。他们在1974年呼吁暂停所有基因工程研究，这更加激起公众的担忧：如果科学家群体因为担忧而停止了这项工作，那么这事肯定没那么简单。他们认为，大自然将细菌基因放在细菌中，将蟾蜍基因放在蟾蜍中，而我们人类有什么资格，居然想换掉它们的基因？不让人瘆得慌吗？1975年，在阿西洛马尔（Asilomar）举行了一次会议，会上就安全问题进行了反复讨论，最后，才得以使美国的基因工程研究可以在联邦委员会的监督下更加小心谨慎地开展下去。科学加强了对自身的监管，公众的疑虑似乎逐渐消失了。不过，在20世纪90年代中期，公众的这种不安情绪又突然再次蔓延开来，但这次的关注焦点并非安全性，而是是否合乎伦理。
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生物技术诞生了。首先是基因泰克（Genentech）[1]，接着是赛特斯（Cetus）[2]和渤健（Biogen）[3]，然后，其他众多开发新技术的公司如雨后春笋般纷纷涌现。新兴企业蕴藏着无限可能。比如，可以诱导细菌生产用于医药、食品或工业领域的人类蛋白质。可是当时人们发现细菌不能很好地用于制造大多数人类蛋白质，加之人们对蛋白质知之甚少，也不知道作为药物其需求量会很大，因而失望的情绪渐渐涌现。即使有巨额的风险投资，但能为股东赚钱的只有应用生物系统公司（Applied Biosystems）等制售设备的公司。不过，产品还是有一些的。到20世纪80年代后期，由细菌制造的人类生长激素已经替代了死尸大脑中那些昂贵而危险的提取物。迄今为止，伦理和安全方面的担忧被证明是多余的：在基因工程发展的30年间，基因工程实验并未造成任何一起环境或公共卫生事故。到目前为止，一切运转良好。
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与此同时，基因工程对科研的影响大于对产业的影响。如今，“克隆”基因是可能的。不过，这里所说的克隆与人们通常所说的克隆含义不同。在基因组里挑出一个基因就好比在干草堆中寻针。挑出目标基因后，将其放入细菌，使其复制出数百万份，接着就可以纯化基因，继而读取出它的序列。正是通过这种方法，建立起了庞大的人类DNA库，其中包含了上千个人类基因组的片段，它们相互之间有重叠，且每种片段的数量够多，足以满足研究需求。
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正是从这样的库中，人类基因组计划的幕后英雄将整个基因组文本拼凑在了一起。该项目始于20世纪80年代后期，其雄大的目标是在大约20年的时间内解读完整个人类基因组。然而14年来，进展甚微。不过，在接下来的1年里，新的基因测序仪横空出世，立马完成了这项工作。2000年6月26日，该项目宣布人类基因组的“草图”已完成。
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实际上，人类基因组计划是突然发布公告的，令人措手不及。克雷格·文特尔是高中辍学生，曾是专业冲浪手和越战退伍军人，他功劳不小。文特尔有3次颠覆性创举，可谓开遗传学之先河。首先，他发明了一种快速搜寻基因的方法，尽管专家们不太看好，但他还是做成功了；接着，在进入私营企业后，他发明了一种被称为“霰弹法”的快速基因组组装技术，该技术将基因组分解为随机片段，并通过对随机片段中的重叠序列进行重新拼接，进而组装出正确的序列；最后，在专家们一致看衰的时候，他用“霰弹法”成功对细菌基因组进行了测序，再一次证明了自己。
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