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1700265711 罗伯特·夏皮罗:当然,有些具体的事情可以预测。比如说,亨廷顿氏舞蹈症就是DNA里某些序列重复而导致的。
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1700265713 克雷格·文特尔:是的,存在某些很罕见的例外。
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1700265715 罗伯特·夏皮罗:通过计算那些呈现出来的重复序列,你甚至可以判断一个人在几岁可能表现出亨廷顿氏舞蹈症的症状。
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1700265717 克雷格·文特尔:但是这个例外并不能构成一条规则。那是每一位遗传学家少有的几个早期成功案例,成功地在基因里发现单个基因的紊乱。
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1700265719 罗伯特·夏皮罗:但是还有些案例,有些人自己并不想知道他们是否遗传了导致亨廷顿氏舞蹈症的基因,或者如果知道了,他们也不想确定自己是不是会病得很严重。但是如果外界的人想要知道某个人是否携带了这个基因,要阻止这样的人去获取信息几乎是不可能的。实际上你可能不得不搬去僻静之处,因为你所有的掩盖与伪装都在与人接触的过程中被揭穿了。
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1700265721 塞思·劳埃德:这听起来很有意思,因为事实上,基因信息的数据本质,使得它更像是计算机里的信息,它可以按照那种方式被操纵,而且基因信息其实是70亿个可以轻易地被写入一台计算机硬盘里的比特。同时,很奇怪的是,我们的心智信息,也就是我们大脑里的信息,在形式上并不那么像数据,它们更难以被掌握。
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1700265723 而且这也意味着,由于这个信息已经被数据化了,它就会继续被数据化、被控制并且更加开放,怎么保证基因的秘密和隐私?这个问题很像如何保护你iPhone里的隐私。你允许怎样隐私地保存你在iPhone里的信息呢?你允许怎样隐私地保存你基因里的信息?因为这些信息会变得开放,这些信息也有可能被获取并被数据化,所以接下来的问题就是,你是否需要加密来保护你的基因密码?也许每个人都应该得到他们自己的公钥密码系统,而且只有他们可以获取自己的基因密码。
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1700265725 乔治·丘奇:我们正处于一个变革状态,我们正在决定什么是正确的事情。比如说,想想我们的脸部。有些人将自己的脸部完全伪装起来;在大多数情况下,完全伪装你的脸部是被视作反社会的,比如,当你走进一家银行的时候。但是脸部是极为平常的一种展现,它会展示出你的生理状况、目前的健康状况、你和你正在对话的这个人的关系、你是愤怒还是开心,等等,这已经暴露你自己相当多的信息了。所以我们在社会中,对很多事情做出经过深思熟虑的决策时,我们不会保护隐私。我们确实有可能对基因组做同样的事情。我们在保护谁?这是一个开放性问题。
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1700265727 罗伯特·夏皮罗:好吧,我们如此简单地掩盖住了基因,抛开脸部的问题不谈的话,如果有人想要你的基因组信息,你几乎不可能保护这个隐私。
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1700265729 乔治·丘奇:我认同你的说法。我们都在变成“泡沫人”,活在没人可以进入的小小的密闭泡沫里。
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1700265731 塞思·劳埃德:这么说,窃取我基因组信息的人就是在窃取垃圾,对吗?
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1700265733 克雷格·文特尔:劳埃德关于数据化的说法,基本就是我过去15年所研究的数据化生物学(digitizing biology)。那也是DNA测序所做的事情。我把生物学当作一个模拟的世界,而DNA测序已经把生物学带入了数据世界。我会用几分钟谈谈我们的一些观察,然后谈谈我们曾经能够读取基因密码的事实,而现在我们已经开启编写基因密码的阶段。当然,这将是达尔文主义的终结。
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1700265735 在读取基因密码这方面,你们中有些人可能听说过我们过去几年在“魔法师二号”(Sorcerer II)上的探险,我们在上面用霰弹测序法(shotgunsequencing)为海洋微生物测序。我们用上了为测序人类基因组而使用的同样的工具,而且我们可以在任何环境下利用这些工具。我们可以挖出一些土壤,或者从池塘里取一些水,就能在人们甚至未曾想象的规模上探索生物学。
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1700265737 如我们渐渐所知道的那样,微生物学的世界建立在有100年之久的技术之上,我们来看看在这种文化里将生长出什么来。大约只有0.1%微生物有机体可以利用传统技术在实验室里培养出来。我们当时决定直接进入DNA的世界,用霰弹测序法来看看那里有什么,把简单的过滤海水的技术应用到不同尺度的事物上,并且对那上面的所有事物进行测序。
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1700265739 比如说,我们发现海洋上半部分的几乎所有微生物有机体都有光感受器,就像我们眼睛里的一样。我们知道那里有一两个和细菌一样的视网膜紫质,但是人们通常认为那是稀少的分子。事实证明,它可能是这个星球上最大的基因家族之一。它和我们眼睛里的基因家族一样,就像我们自己的视网膜紫质和视色素。只是这些有机体不仅会捕捉光线信息,它们还会将捕捉的光线转化为细胞能量,但这并不是光合作用,它是一个完全不同的机制。当我们准备去环绕百慕大的马尾藻海时,所有航海的微生物学家都告诉我们,那里什么都没有,那是一个荒漠,我们找不到多少有机体。而我们仅在一桶海水里就找到了成千上万的有机体。他们说他们找不到任何东西的理由是那里没有营养物,他们说:“没有营养物,因此就没有生命。”事实证明,那些有机体并不需要营养物,因为它们的能量直接来自阳光。
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1700265741 塞思·劳埃德:你是否想过,也许视网膜紫质最早的功能就是为了获取能量?
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1700265743 克雷格·文特尔:很有可能。而且它是为了适应视色素,因为它是识别光线的分子。另一方面,我们现在发现了数千种新的视网膜紫质,其中所有的蛋白质,都由单个氨基酸残基决定接收器能看到的光的波长。在基因密码里,单个碱基变换就能改变氨基酸,而氨基酸负责接收器能看到的光的波长。改变基因密码里的一个碱基,就可以改变被看到的光的颜色,比如说从蓝色改变为绿色。
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1700265745 当我们回过头来,看那些不同的视网膜紫质分子的分布时,我们发现,它们是完全基于海水的颜色分布的。在马尾藻海深靛蓝色里的有机体,其光感受器会看到蓝光。当你进入沿海水域,那里有大量的叶绿素,所以它们就主要看到绿色。于我而言,这是经典的达尔文主义式子的选择。单个碱基决定了在蓝色与绿色之间的转换,而且不论光的波长是多少,它很清楚地提供了那个环境里的生存优势。
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1700265747 只要看看种群数量,最后就能看出,在蓝色与绿色之间的转换至少出现了4次,并且来回往复。因此,一方面,这看起来像是达尔文主义思考方式的经典改善。另一方面,在每一类的16S rRNA下面,我们实际上拥有上百到上千种不同的细胞、不同的基因组,那么它们是不同的物种吗?
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1700265749 这就是我在研究的物种和正在探索的生命的各种定义,我最近一直把我的职业生涯投诸在这上面。最后证明,那些多样的有机体相互之间分享了大多数的基因内容,大多数基因顺序都保存得很好,但是序列的差异在不同的细胞类型中高达60%。根据经典的达尔文主义,情况不应该这样,任何人都没有预测到是这样的结果。事实应该是,一个或者几个物种存活下来,而其他所有物种灭绝。
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1700265751 最终,事实证明,有很多古老谱系的生物平行地存在着,实质上它们是相互等同的,但也没有完全等同。
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1700265753 也许它们拥有相同的碱基变换,只是一个可以看到蓝光而另一个可以看到绿光。我们看不到这些,因为我们不知道所有其他分子转换变动的含义。我被迫用“物种”这个术语,因为没有更好的常用词了,但是“物种”是一个很模糊的术语。这是一种存在紧密联系的有机体的群体,就像人类种群是一个紧密联系的有机体的群体一样。如果有一个新物种,它有一个碱基变换,它可以看到蓝光而不是绿光,这就是表型的差异,一种生存上的差异;它与有性繁殖无关,但是它与基因信息的变化顺序大致相同。
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1700265755 我要更多地以基因为中心来思考生命,而不是以基因组为中心,尽管它是一种振荡。当我们讨论移植工作时,“以基因组为中心”变得比“以基因为中心”更加重要。从“魔法师二号”中1/3的探险来看,我们差不多发现了600万种新基因,这差不多是我们几个月前放进公开数据库里的两倍。现在我们在这座星球上发现的也就是冰山的一角。我们现在处于基因发现的线性阶段,也许是在独特生物实体的线性阶段,如果你称之为“物种”,我想最终我们可以拥有含有整个星球上全部基因的数据库。但有一个问题是,我们是否可能从这个数据集里回溯推断,然后描述我们最近的共有的祖先呢?我并不认为我们只有单个的祖先。这种观点对我而言是反直觉的。我想我们可能有上千个共有的祖先,但这些祖先并不一定有很多共同之处。
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1700265757 你可以综合起来考虑的另一件事情是:有的有机体可以从长时间飞行中存活下来。它们可以承受数百万拉德的离子化辐射,它们可以完全脱水,当接触到一个水源,它们就修复基因组并且开始重新复制。因此,如果生命可以在宇宙里穿行的话,你就可以潜在地看到一个持续60亿~80亿年之久的进化事件,而不是30亿~40亿年的进化事件。当我们将其他星球和星系上可能存在的生命考虑在内的时候,就给事物增加了很多维度。我们每年和火星会交换大约100公斤的物质,同时我们也在交换生物物质和生物信息。对我而言,在火星上发现生命只是时间问题。这是不可避免的。但它不会告诉我们,这个生命是源于火星还是源于地球,它们将会进行很平常的交叉重叠。我们还不知道那些问题的答案,是因为我们不知道我们整个星球上的全部基因,我们还处于整个探索的最初阶段。对此,有进化方面的事情,也有生命起源方面的事情,这就很令人好奇了。
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1700265759 我的事业早期的内容是,试图创造出神经递质接收器的定向位点的基因突变,改变单个碱基对,并研究在新改变了的蛋白质里的功能变化。现在,你只要去我们的基因集数据库里,就可以看到单个基因的35 000个变异,这些基因是我们已知存活下来并还在自然界里工作的。用另一种视角看世界,你就会改变实验方法。这个新数据集给予了我们一个神奇的新的基因编目,只要你将那些基因看作未来设计的组成成分。
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