揭秘人类基因组计划

保住头版!某个穿着白衣的天才在某处发现了暴力的基因:突然间，我们的街道将成为一个更安全的地方。或者，肥胖和衰老的基因如何，这样我们就可以期待成为一个年轻的国家?更可怕的是，虐待儿童、同性恋或长生不老的基因能做些什么?关于我们的长相、大脑甚至性格，似乎有无数科学家告诉我们基因决定了什么。但我们到底知道多少呢?这仅仅是一个狡猾的虚张声势的游戏，是在街上的人和穿实验室大衣的人之间玩的吗?

在剑桥附近的桑格中心，你可以亲眼看到遗传信息的管道。这是英国对国际人类基因组计划(International Human Genome Project)的一部分贡献。该计划始于1990年，旨在对人类基因组进行测序，并确定其中约4万个基因。遗传密码的字母A、C、T和G日夜不停地拼出人类基因组，这些字母从刚刚从DNA测序仪上取出的大型LED显示屏上流过。这条小溪是名副其实的生命之水，那些在这里吃饭的人确实有一项艰巨的任务。

在20世纪40年代，奥斯瓦尔德·艾弗里(Oswald Avery)等先驱者发现DNA负责传递遗传信息。分子遗传学领域诞生了，并迅速爆发。我们现在知道，我们所有的DNA中只有5%是真正的基因，由细胞内的机器翻译成蛋白质。剩下的是调控序列、死亡基因和垃圾DNA的混合物。从沙子中挑出金子的任务似乎已经够难的了，甚至不用考虑它们的功能。今年恰逢DNA结构被阐明50周年，人类基因组的完整版本将会发表。之前的版本已经发布，媒体大肆宣传，但那些版本仍然存在漏洞和错误。

这个新版本将是迄今为止最好的。但是一串没有目的的字母就像一本没有标题、图片或方法的食谱:我们需要知道我们用这些基因做了什么。“基因组的功能探索”已经成为新的科学流行语，但它是如何完成的呢?在果蝇、老鼠和微小线虫等生物体中进行的经典遗传实验，首先通过寻找突变特征(突变表型)来确定基因的功能。

．突变体是通过将胚胎、卵子和精子暴露在紫外线或有毒化学物质下，导致DNA损伤和基因功能改变而产生的。然后进行复杂的实验，将蛋白质、DNA片段或化学物质添加到有缺陷的细胞或胚胎中，试图恢复正常的表型。纠正这些突变的基因可以被识别和排序，并描述它们的正常功能。由于在人类身上使用这种方法有些不道德，而且合适的自然发生的突变很少，因此研究仅限于用培养的人类细胞或细胞提取物进行实验。大规模基因组测序技术的出现使得科学家们可以进行所谓的反向遗传学。未知基因的序列可以输入大型数据库，并测试与先前测序的基因的相似性(同源性)。

人们发现，像酵母、苍蝇、老鼠和人类这样多种多样的生物在许多基因家族之间表现出高度的同源性，这反映了这些物种共同的进化根源。通过这种方式，我们可以猜测人类基因的功能，而不必识别突变体。有了基因的DNA序列，制造相应的蛋白质就相对容易了，这种蛋白质可以添加到培养的细胞或细胞提取物中。这些实验很重要，因为基因不能孤立地起作用——蛋白质和DNA必须相互作用才能产生一个功能细胞。一些蛋白质与DNA结合，开启基因，而另一些则关闭基因。

细胞的分裂、死亡和衰老都是由它的基因决定的，当科学家们试图了解这些过程时，治愈癌症的神奇胡萝卜就在他们的鼻子底下诱人地晃动着。但这一美好的未来存在一些棘手的伦理和法律问题。保险公司可能不愿意为有风险基因的人投保，而雇主在提供高级职位之前可能会要求他们提供一份干净的基因健康报告。准父母会在把他们的胚胎生下来之前对其进行基因审查吗?一个杜撰的故事讲述了美国的一个罪犯，他辩称自己携带暴力基因作为自己的辩护。当他的律师试图证明这一点时，他们被该男子的父亲起诉，罪名是诽谤他的家庭人格。当我们等待完整的基因组序列公布时，我们只能猜测更多的惊喜尚未到来。