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2001年,一张由美英首脑宣布完成的人类基因组计划工作草图,开启了一场生物基因领域的“拼图”游戏,人们开始致力于测定人类染色体中所包含的所有基因序列!
2003年,人类基因组序列图精准版完成,但它并不是完美的,因为它只对92%的人类基因组进行了排序,剩下8%在图谱中依旧是缺失状态。为此,科学家们花了近20年时间破译,终于在2022年填补上了这个遗憾,完成了人类基因组
100%的测序!
这显然是个基因科学层面里程碑式的进步,也有着巨大的意义,但也正是这个进步,掀起了人们对人类社会未来新的担忧,这个“拼图”真的不是个潘多拉魔盒吗?
基因测序达成100%意味着什么?
要知道这个结果引发的担忧是什么,我们得先了解这个研究的内容。
2022年3月31日到4月1日,美国科学杂志《science》连续发布了6篇相关论文,展示了端粒到端粒联盟(简称T2T)的主要研究成果——
发表第一个完整、无间隙的人类基因组序列。上文有提到过,2003年的人类基因序列组图谱留有8%的“空白”间隙,这8%可不好测,里面不仅包含多个重复的DNA区域,而且十分复杂,含有功能基因以及位于染色体中间和末端的着丝粒和端粒。
按照当时的测序技术,这个问题很难解决。因为人类染色体中有近
31亿对碱基,当时一次只能测几百位,而如今的纳米孔技术能直接进行长链测序,读码效率提高了不少。根据报告显示,
T2T这次提供的人类参考基因组为T2T-CHM13,研究团队通过破译剩下8%部分,为人类基因组增加了近乎一个完整染色体大小的遗传信息。不仅如此,它们还纠正了以往基因组序列的很多错误,将人类基因组里结构最复杂的区域进行了解锁。那么基因组测序达到了100%又意味着什么呢?
当然是给人类提供了研究遗传信息的文本啦!
这么说吧,这些年人们虽然一直在致力于研究人体的各种生理特征,也有通过基因来解密一些疾病、进化的源头信息,但到底是不完整的啊!
基因之间的相互作用关系十分复杂,很多物种多样性都是依靠基因的不同表现特征展现出来的,可能你刚刚将你头发少的问题归咎给A基因,结果隐藏在未知区域的B基因却告诉你:这事儿我也有参与。
100%基因组测序的完成,可以说是
正式让人类完成了“读完”基因序列的前期工作,在此基础上,才能继续开展“读懂”的中心目标。我们可以从更多的基因样本中,找寻人体基因与疾病的对应关系,进而确定人体健康程度,推动现代医学的发展。除此之外,我们
还可以从分子层面来论证人类的进化史,通过比对不同人种的完整基因序列,去解析人类起源的奥秘。不过,凡事有利也有弊,基因组测序的完整度不止会带来积极的意义,也会存在一些隐患,一不小心,可能人类的未来就真是潘多拉魔盒现世篇。
为什么说打开了潘多拉魔盒?
上文提到,基因组测序100%相当于给人类展示了人体所有的基因信息,虽然有不少基因的功能还未曾确定,但是不排除之后会被人类研究透彻。这意味着在未来,每个人的基因信息将成为数据,人类不再有基因谜题,而会有
基因隐私,偏偏这种隐私掌控在少数人手里。
等到基因隐私成为一种类似于手机权限的读取模式,人类真的能够保证自己的道德性吗?相信大家都知道
基因编辑这个概念吧,这是一种能够对生物基因组的指定基因进行靶向修饰的技术,它可以帮助人类改善一些问题,比如
切割病理性基因,就能够大概率防止这种病症的出现。但是基因编辑却被各国明令禁止了,究其原因,主要还是
它的安全和伦理争议性太大。
2018年,一对
基因编辑婴儿在世界上诞生,她们天生就能够抵抗艾滋病。虽然目的是好的,但是这违反了伦理、道德以及科学规范,如果以后婴儿在从母体出来之前就能够被设计好,人类还会有特异性存在吗?或者说,会不会有大批量反社会人格的人出现,或者大批量克隆“产品”?
要实现各种反常态基因编辑,前提不正是要知道所有的基因组序列吗?这就是一个犯罪引子。再则,如今世界局势复杂,为了达到自己的战略目标,某些无底线国家(对,我说的就是漂亮国)已经在暗地里研究
基因武器了。
这是一种通过将致病基因接入目标药物、疫苗甚至是微生物中,再将其投放到指定地点的遗传工程性武器。它可以
复刻危险物种的杀伤性,用一兵不血刃的方式达到大面积减弱对方战力的目的。如果100%基因组测序被推广开来,基因武器的研制无疑会更加便捷,对普通人群也更具威胁。毕竟像此前的新冠病毒就被人猜测是专门研究的基因武器。
相关研究结果其实还有待验证和完善
不过大家也不用焦虑得太早,毕竟这个100%的实验样本还比较单一。
甚至此前还有观点认为,
T2T的这次测序样本,其实并不能称为真正意义上的完整基因组。因为他们使用的是
葡萄胎(单倍体)DNA,里面精子携带的是X染色体。众所周知,性染色体有两条,一条是X,一条是Y,如果精子中携带的是X染色体,且单倍体中也是X染色体,那么它的Y染色体就是缺失的。因此,这个样本缺乏多样性考究,
没有捕捉到人体遗传变异的全部多样性。这个观点显然很具备参考性,于是乎为了解决这个“偏见”,T2T和人类泛基因组参考联盟(HPRC)进行了合作,从多种样本中建立高质量参考单倍型集合。
人类泛基因组参考联盟的宗旨就是
创建一个更为精准和完整的人类参考基因组,且在2024年前完成350人的测序工作,因此比起T2T的单个参考基因组序列,泛基因组的样本在相关基因测序实验上,更具备选择多样性和参考性。
当然,跟早前出现的人类基因组测序图谱一样,
HPRC也迎来了首个人类泛基因组草图,包含了来自非洲、亚洲、欧洲、美洲等多区域47人的DNA合集,在样本采集多样性上做的很不错。至于相关研究成果,就在2023年5月10日,4篇研究论文已经被发表在了杂志上,其中有三篇发布在《自然》杂志,一篇在《自然-生物技术》杂志,感兴趣的小伙伴可以去看看。
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