科學家近日宣布了一個里程碑式的計劃，將在十年內(nèi)重建全部的人體細胞。如果這一項目獲得成功，將極大地推進對癌癥等疾病的研究，甚至能滿足日益增長的移植器官需求。
在人工合成的人體細胞中，DNA制造卵細胞和精細胞的能力將被抑制。該計劃建立在人類基因組計劃成功的基礎(chǔ)上，后者于2004年獲得了全部人類基因編碼。
從培養(yǎng)用于移植的器官，到針對致命病毒（如埃博拉病毒或寨卡病毒）的免疫學研究，甚至是在實驗室里培養(yǎng)出抗腫瘤細胞，都是這一復雜計劃可能帶來的成果。
據(jù)英國《每日郵報》報道，科學家近日宣布了一個里程碑式的計劃，將在十年內(nèi)重建全部的人體細胞。這是個龐大而復雜的項目，涉及到合成人體基因組總共60億個遺傳密碼。
研究人員稱，如果這一項目獲得成功，將極大地推進對癌癥等疾病的研究，甚至能滿足日益增長的移植器官需求。不過，該項目也可能引發(fā)公眾對“設(shè)計嬰兒”等技術(shù)進一步的爭議。
科學家希望，在獲得完整的DNA之后，能夠?qū)⑵渲踩牖铙w細胞中，然后使細胞開始分裂。此時，科學家就能第一次獲得一個完整的、經(jīng)過設(shè)計的人體細胞。這項計劃被稱為“人類基因組編寫計劃”（HumanGenomeProject-write,HGP-write），將使科學家能合成研究用的人類基因和染色體——包括第21對染色體，其多余的拷貝會導致唐氏綜合癥。
這項計劃的意義遠不止于此。從培養(yǎng)用于移植的器官，到針對致命病毒（如埃博拉病毒或寨卡病毒）的免疫學研究，甚至是在實驗室里培養(yǎng)出抗腫瘤細胞，都是這一復雜計劃可能帶來的成果。
在近期發(fā)表于《科學》（Science）雜志的文章中，研究人員表示，在2004年人類基因組測序完成之后，人工合成人類基因組計劃往前更邁進了一步。紐約大學的杰夫·博伊科（JefBoeke）領(lǐng)導了此項計劃，他和同事們在文章中指出，“人類基因組編寫計劃”將使研究模式從“讀取”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;編寫”。
就在上個月，一群科學家、律師、企業(yè)家和政府官員（記者被排除在外）聚集在哈佛醫(yī)學院，進行了一次閉門會議，對有關(guān)基因組編輯的問題進行了討論。緊接著研究團隊便發(fā)表了這篇論文。
研究團隊提出的一個最主要目標是大幅減少對人工基因組進行設(shè)計、編輯的成本，在未來十年內(nèi)爭取使成本降低1000倍，從而使這項技術(shù)達到可承受范圍。該團隊還表示，已經(jīng)在實驗室中應(yīng)用的人體和動物細胞基因編輯技術(shù)將獲得擴展，但相當程度上是從制造少量的合成DNA開始。
共有25位科學家參與了這項計劃，他們提出，為了實現(xiàn)既定目標，他們需要7000萬英鎊的啟動資金。最終的花費很難進行估計，他們認為“很可能”在20億英鎊以上，這相當于人類基因組計劃的花費。
博伊科指出，合成人類基因組所需的技術(shù)也能用于構(gòu)建動物和植物基因組，如豬、小鼠等。可能的應(yīng)用還包括在豬體內(nèi)培育可供移植的人類器官。如果能編寫長片段的DNA編碼，那改變器官的遺傳學特征也變得可能，這樣它們在移植到人類體內(nèi)之后就不會出現(xiàn)排異反應(yīng)。
科學家也指出，該項目“需要從一開始就考慮到倫理、法律和社會影響等問題”。事實上，已經(jīng)有科學家創(chuàng)造出了一種人工合成生命形式。這種人造生命被稱為“實驗室支原體”（Mycoplasmalaboratorium），只有58萬個DNA堿基對，相比之下，人類擁有30億個堿基對。
因此，要創(chuàng)造完全人工合成的人類細胞是極其困難的。DNA的4種組成部分——腺嘌呤（A）、鳥嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）非常難以處理，因為隨著DNA雙鏈越來越長，它們會變得越來越脆弱，因此很難進行操作。
為了達到合成全部人類基因組的目標，研究者需要在技術(shù)上取得巨大突破，從DNA的復制，到將DNA組裝成長鏈，再將其植入細胞內(nèi)部。隨著計算機技術(shù)成本越來越低，功能越來越強大，能在很短時間內(nèi)處理大量的數(shù)據(jù)，科學家相信，新的技術(shù)有望很快成為現(xiàn)實。
在《科學》雜志一文中，研究者給出了計劃進行的大概框架：最初階段將包括一系列試探性項目，目的是探索新的技術(shù)，并獲得小塊的基因組，大小約為總量的1%。不過，研究者解釋道：“這項計劃需要公眾的參與，要從一開始就考慮倫理、法律和社會影響。”對編輯人類基因組的主要爭議之一，是任何這樣的改變都可能通過生殖系譜傳遞給后代。
一些沒有參與該計劃的研究者稱，人工DNA將使科學家揭開人類基因組中不同組分所扮演的角色，并且了解人與人之間有如此多差別的原因。
納菲爾德生物道德委員會(NuffieldCouncilonBioethics)的主管休·惠托爾（HughWhittall）說：“這是一篇高度理論性的文章，提出了未來基因組研究的可能性，我們將持續(xù)關(guān)注這一領(lǐng)域如何發(fā)展。正如作者們指出的，從最初階段就考慮到潛在的倫理問題十分重要。”
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