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科学家发起人类基因组编写计划  科学界争论:“生命天书”?
科学家发起人类基因组编写计划 科学界争论:“生命天书”?
作者:林小春 | 2016/6/3 22:16:29 | 浏览:1435 | 评论:0

科学家发起人类基因组编写计划  科学界争论:“生命天书”?

在里程碑式的人类基因组计划结束10多年后,科学家2日宣布将于今年筹资1亿美元启动人类基因组编写计划,目标包括在10年内合成一条完整的人类基因组。

  基因组研究先锋杰夫·伯克、乔治·丘奇等25人当天借助美国《科学》杂志宣布,现在是时候构建“基因组规模工程的技术及其伦理框架”了。这些科学家来自哈佛大学、麻省理工学院、纽约大学等知名学术机构。

  针对人类基因组编写计划可能带来的伦理、法律和社会影响,他们特别强调有必要让公众从一开始就参与其中。他们指出,人类基因组计划也曾被一些人认为有争议性,但现在被视为是最伟大的探索壮举之一,让科学和医学发生革命性变化。

  人类基因组计划从1990年持续到2003年,重点是基因测序,让科学家能够“阅读”基因组。而人类基因组编写计划的重点是构建基因,让科学家能够“编写”基因组。科学家说,今天虽然基因组测序技术仍在以极快速度发展,但构建基因的能力仍基本局限于少量短的片段,限制了对生命的了解。

  “对基因蓝图的进一步认识可能来自于构建上亿规模碱基对的动植物大型基因组,包括人类基因组,这将会推动发展出大规模合成与编辑基因组的工具与方法,”他们在文章中写道,“为实现这个目标,我们提议启动人类基因组编写计划。”

  人类基因组编写计划的首要目标是,在10年内把合成大型基因组的成本降低为现在的千分之一。据介绍,人类基因组有约30亿个碱基对,以今天的价格构建一个完整人类基因组的费用极为高昂。

  人类基因组编写计划的近期目标是合成1%的人类基因组,并提出6个先导项目,包括构建特定染色体或复杂癌症基因型以更全面地模拟人类疾病、修改猪基因组以用于异种器官移植等。

  这项计划将由新成立的一个独立非营利性组织“工程生物学示范中心”执行。这是一个国际性科研项目,会对各种资金渠道开放,包括各国政府科研资金、私人投资基金、慈善基金、众筹资金等,今年的目标是筹集1亿美元,启动上述先导项目。科学家们还表示,整个计划的费用尚难预计,但可能会少于人类基因组计划的30亿美元。

  科学家们还列出了人类基因组编写计划的一系列潜在应用,包括培育可移植给人类的器官、通过全基因组重编码赋予细胞对病毒的免疫力、通过细胞工程技术赋予细胞抗癌能力、加速疫苗和药物的研发进程等。

科学家发起人类基因组编写计划  科学界争论:“生命天书”?

 

科学界争论:“生命天书”? 

   13年前,里程碑式的人类基因组计划绘制完成了人类基因组序列图,获得了人体基因遗传密码的“生命天书”;13年后,多名科学家在美国《科学》杂志上宣布,将于今年筹资1亿美元启动人类基因组计划的“非官方”后续计划——人类基因组编写计划,进一步探索生命的奥秘。

  人类基因组编写计划的主要目标是,在10年内把合成包括人类基因组在内的大型基因组的成本降为现在的千分之一,同时研究基因组规模工程新技术及相关伦理框架。

  发起者说,此计划将带来一系列潜在应用,包括培育可移植给人类的器官,培育对癌症免疫、对病毒免疫的细胞等,最终将对人类健康乃至能源、农业、化学和生物修复等领域产生重大影响。

  人类基因组编写计划主要发起者之一、哈佛大学教授乔治·丘奇在一份声明中说,相比此前的人类基因组计划,这项巨大挑战更注重于了解实际应用。基因组工程与功能测试技术高速发展,为深入了解人类基因图谱并利用这些知识解决人类面临的许多全球性问题提供了机遇。

  从成本上看,合成大型基因组正日益变得可行。有科学家指出,得益于新技术,人工合成一个碱基对的成本已从2003年的4美元降至现在的0.03美元。这意味着,有30亿个碱基对的人类基因组人工合成成本从120亿美元降至9000万美元。照此趋势,20年内这一价格有望降至约10万美元。

  事实上,早在2010年,美国基因组研究先驱克雷格·文特尔领导的团队就合成了包含约100万个碱基对的细菌基因组,并移植到另一种细菌里,制造出一种合成单细胞生物。这是在世界上首次制造合成生命,当时曾引起科学界轰动。

  纽约大学医学中心的生物学家杰夫·伯克是人类基因组编写计划的另一名主要发起者,他带领的研究小组在2014年成功合成了更复杂的酵母的一条染色体,而其最终目标是在2017年合成酵母的全部16条染色体。

  总体上,科学界对人类基因组编写计划持欢迎态度。美国能源部联合基因组研究所DNA合成与组装负责人塞缪尔·多伊奇说,在10年内合成一条完整的人类基因组是“一个宏伟目标”,完成这样一个里程碑需要DNA合成技术出现革命性进展。

  多伊奇同时强调,所有与修改人类基因组相关的计划都需要与社会利益相关者进行开放、透明的对话,而相关监管框架要保证以安全、伦理上可接受的方式使用这种技术。

  美国西北大学化学与生物工程学助理教授基思·提尤同样认为,编写人类基因组是“一个很有意义的目标”,即便10年后没有合成完整的人类基因组,利用较大DNA链来编辑、重构更大的基因组对人类健康和环境可持续性也有着重要影响。这些技术也许不会在10年内被大范围使用,但至少能从原理上证明其可行性。

  显然,不是所有人都赞成合成大型基因组。当科学家们上月在哈佛大学围绕此主题召开“秘密”闭门会议时,斯坦福大学副教授德鲁·恩迪和西北大学劳里·佐洛思教授在社交媒体将此事率先曝光,引起科学界争论。

  当时,恩迪和佐洛思就批评这一计划可能引起伦理问题,“比如,测序并合成爱因斯坦的基因组是否可行?如果可行,那么在细胞里制造、装配多少合适?又是谁来制造、控制这些细胞?”两人在2日又发表声明说,这些科学家在《科学》上发表的文章承诺允许公众参与,他们对此表示欢迎,但仍对人类基因组编写计划持保留态度。

  那么,科学家应该合成人类基因组吗?人类基因组编写计划发起者在一篇问答说明中写道,也许换一个角度看问题更好,比如,在什么情况下合成基因组是个好计划?怎样做才能预防潜在的危害?

  这篇问答说明特别澄清,人类基因组编写计划没有提议制造所谓的“无父母婴儿”,它侧重于细胞培养,不涉及卵细胞或胚胎。

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