DNA:生命的秘密(下)
基因是生命遗传的基本单位,共有25000余个,通过复制,生成新的DNA, 通过转录及翻译,通过RNA翻译成60000余种蛋白,形成了我们机体的组织,维系着我们人类的功能。基因是DNA片段,而人类DNA则由31亿个碱基对组成。这些碱基对蕴藏着生老病死的秘密。千百年来,不安分的人们始终都在迷茫中思考,在渴望中寻找,试图找到能够读懂它的有效途径。1985年,美国科学家率先提出“人类基因组计划”,旨在阐明人类基因组30亿个碱基对的序列,发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置,破译人类全部遗传信息。2000年6月26日,时任美国总统克林顿和人类基因组计划负责人柯林斯博士在白宫的记者招待会上共同宣布:人类的第一幅基因组草图已经破译完成。人类基因组蕴含着人类生、老、病、死的绝大多数遗传信息,读出它将为疾病的诊断、新药物的研制和新疗法的探索带来革命性的变革,因此,人类基因组计划也被誉为生命科学领域的“阿波罗登月计划”。
作为参与这一计划的唯一发展中国家,我国于1999年跻身人类基因组计划,承担了1%的测序任务,并于2001年8月26日绘制完成了“中国卷”,赢得了国际科学界的高度评价。
人类基因组计划丨图片来源:zh.wikipedia.org
通过人类基因组计划的实现,人们惊奇地发现,不同人种间基因的差别只有0.1%。这不仅意味着,15万年前我们来自同一个家庭,也意味着你我的不同之处、对疾病的不同反应,都可能隐藏在这0.1%之间。
从1953年沃森和克里克发现DNA以4个字母的形式记录遗传信息,到2003年人类基因组序列图绘制完成,读出人类生命的“说明书”,这是半个世纪以来生命科学的发展速度。如今,DNA双螺旋结构俨然成了旧时王谢堂前的燕子,已经翩然飞出了科学的屋门,在人类生活的众多层面打下印记。
DNA双螺旋结构丨图片来源:zh.wikipedia.org
一百多年前,英国作家柯南道尔在《海滨杂志》发表了连载小说《巴斯克威尔的猎犬》,从此以后,一位机智勇敢、文武双全的侦探形象出现在读者面前。单是上世纪80年代的系列推理剧,就已经让这位大侦探在电视上着实火了一把。然而时隔30多年,就像老派推理正在逐渐失去它的关注一样,这位善于研究血液和烟灰的绅士也逐渐成为了古董。今天的福尔摩斯显然需要一些新鲜的伎俩,DNA破案或许能够帮他个忙。
DNA,脱氧核糖核酸,是一种带有遗传指令的分子,它与生具有,并且终身保持不变。这种遗传信息蕴含在人的骨骼、毛发、血液、唾液等所有人体组织器官中。科学研究证实,人体DNA样本与每个人存在着唯一对应的关系,因此被称为“基因身份证”。
由于DNA具有个体差异性和遗传规律性,所以DNA鉴定在各类刑事案件的犯罪嫌疑人排除和认定、灾难事故的个体认定等方面具有极高的识别率。不过在全世界,DNA鉴定全面应用于刑侦领域不过30年的时间。
1985年,在英国的一个小镇里,一位年轻的姑娘被人奸杀后抛尸郊外。通过对作案现场和作案手法的分析,警方觉得这起案件与1983年的一桩强奸杀人案极为相似,怀疑两案是一人所为。为了寻找证据,警方请来了当时的DNA专家亚历克·杰弗里斯教授,希望能有所突破。不久,杰弗里斯教授在两个受害者体内提取到了凶手的DNA,经过检测比对,认定两起案件确系一人所为。于是,警方开始对小镇内所有男子进行DNA提取检测。警方先后做了4000多例检测,却毫无结果。就在大家准备放弃的时候,有人报案:镇里的一个面包师酒后吐真言,他没有真正的献血。得知这个消息后,英国警方立即对这个面包师抽血采样,进行DNA检测,确认他就是真正的凶手。
这是DNA检测第一次应用于刑侦领域。不过,我国古代就已经流传“滴血认亲”的说法,这可以看做是人类对于DNA运用的启蒙。
《甄嬛传》片段
温太医:皇上,此水有酸涩的味道,是加了白矾的缘故。皇上,医书古籍上有注:若以白矾置入水中,虽非亲生父子也可以相融;若以清油置于水中,虽为亲生父子也不可以相融啊。
科学证明,滴血认亲的方法发生错误的几率很大,古人也无法认识到这其中包含的DNA鉴定的科学原理,但这却是DNA亲子鉴定的思想雏形。
随着科技的发展,如今,DNA亲子鉴定技术已经相当成熟。1999年,科学家就利用在骨骼中提取到的DNA信息,揭开了一桩历史悬案。
1793年,法国国王路易十六在巴黎市中心的大批围观者面前被送上了断头台,他的儿子路易·夏尔也随之被关入了牢房。官方报告称,路易·夏尔于1795年6月8日死在狱中,不过也有传言说,夏尔已经逃离狱中,墓中埋葬的是替死者。这个谜团一直持续了200多年也没有被揭开。1999年12月,科学家对假定的这位少年君主进行了开棺检验,从骸骨中提取了死者的DNA,并与路易十六皇室后裔的样本进行了对比,专家们得出了结论:这里埋葬的的确是路易·夏尔。在DNA的帮助下,人们终于揭开了这个历史谜题。
发现DNA双螺旋结构,不仅在意外事故、亲人失散、财产继承、骨髓移植、器官克隆等需要进行个体识别的方面发挥了重要作用,甚至在社会文化领域也产生了影响。简洁、优雅和深邃的双螺旋结构,成为当代科学的最佳形象代言人、艺术家们灵感的源泉。它登上超现实主义画家萨尔瓦多·达利的画布,变成雕塑、卡通人物和玩具,DNA分子俨然成为科学时代的蒙娜丽莎。
今天,人们没有理由不相信生命科学正迎来黄金时代。DNA双螺旋结构模型提出60周年,不仅是为了品味一段传奇历史,也不仅是为了惊叹科学进步的伟力,它已经成为了一种仪式,寄托着人们对于这个黄金时代的憧憬——彻底破解生命的奥秘,搞清人类的起源,澄清疾病病因,实现健康长寿。
美国历史学家斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》的后记中提醒人们,“每个黄金时代都有紧张、危险和恐惧这类成分”,生命科学的黄金时代同样如此。随着对生命奥秘了解的深入,如何理智地控制改造自然的冲动,安全地运用科学技术,已经成为关注的热点。基因歧视、基因隐私、基因鸿沟、克隆人、设计婴儿等话题,体现了人们对DNA技术的担忧。
2007年,在拿到人类第一份个人版基因组图谱时,DNA发现者之一的詹姆斯·沃森博士就为自己留了一点点余地:在公布他的DNA测序结果时,他选择隐去APOE基因的DNA片段,这种基因能极大地提高老年痴呆症的发病率,沃森的父亲就罹患此病。
随着基因检测在日常诊治和医学实验中得到越来越普遍的应用,为反“基因歧视”立法的呼声也日益高涨。2008年5月,美国国会众议院通过了一项“反基因歧视”法案。根据这一法案,如果基因检测显示某人易患某种疾病,保险公司不得据此提高医疗保险费用或者拒绝为其提供保险。同样,雇主也不能以基因信息作为招聘、解雇或升职等的依据。
不管怎么样,科学探索的进程不会因为一些暂时的困难而止步。
沃森在接受美国《时代》周刊采访时曾这样表示:“今天比我起步的时候有更多的新的疆域,未来几百年中,还会有足够多的问题需要人们去应对。”当DNA的新世界在眼前开启,但愿我们能学会去理智把握。
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