基因的優(yōu)勝劣汰特征為什么沒有把世界上所有丑的人完全淘汰掉？

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1、基因的優(yōu)勝劣汰特征為什么沒有把世界上所有丑的人完全淘汰掉？ 造就第269位講者 吳立剛中科院生物化學與細胞生物學研究所研究員博士生導(dǎo)師 大家好！我今天演講的題目是基因編輯。2017年，科學家首次運用基因編輯技術(shù)對有基因突變的人類胚胎進行了編輯，意味著人類進入了基因編輯時代。到底什么是基因編輯？它能做什么？基因編輯神器CRISPR我們知道人類的遺傳信息都是存儲在DNA中，而DNA是由ATCG四種核苷酸來編碼遺傳信息。人類的基因組里一共有30億個堿基，30億個核苷酸，可以編碼兩萬五千個基因，而每一個基因都編碼一種蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)是我們生命活動的執(zhí)行者，它不僅組成了我們的身體，也決定了

2、我們?nèi)绾芜\動和思考。因此，基因上的差別會造成我們每個人的差異。而一旦這些基因發(fā)生突變，就會導(dǎo)致一些遺傳疾病。但如果我們能想辦法將突變的那個堿基糾正的話，就意味著可以治療這種疾病。所以，科學家一直對基因編輯技術(shù)非常著迷，只是苦于長時間無法突破。突破的難度在哪呢？打個比方，如果我們要把這30億條的遺傳信息印在書上的話，那么需要印一千本書，每本一千頁，每一頁上有三千個字母。更要命的是，這一千本書還必須得裝在一個只有千分之一毫米的細胞核里面。大家試想一下，從這些基因里找出有突變的那個堿基，就好比是在一千本《射雕英雄傳》里找到一個錯字。但是科學家的創(chuàng)造力是無窮的。2012年，基因技術(shù)有了重大的突破。三位

3、科學家發(fā)明了一種新的技術(shù)，叫CRISPR。這一技術(shù)自誕生起，就成為了應(yīng)用最廣泛的基因編輯技術(shù)。它的組成很有意思，是由紫色的蛋白質(zhì)以及中間的藍色核酸所組成。這個蛋白質(zhì)是一個神奇的分子機器，它可以在基因組上滑行，找到它要切割的序列。更為神奇的是，它中間的核酸序列是可以編程的。也就是說，可以在整個基因組上靶向某個基因，然后進行切割、替換，從而實現(xiàn)基因編輯。細菌的偉大發(fā)明那么，這么精巧、高效的機器從哪兒來的呢？它是自然界細菌進化出來的一種產(chǎn)物。它的真正發(fā)明者是細菌！我們一提到細菌想到的是，它會感染我們。實際上細菌自己的日子也很不好過，它也被病毒所感染。感染細菌的這類病毒，我們叫它噬菌體。當噬菌體感染細

4、菌以后，很多細菌都死了，但是總有一部分會存活下來。而生存的下來的這部分細菌會把噬菌體這種入侵者的信息記錄下來。它記錄的方式很特別，用恨之入骨來形容都不為過。它把入侵者的信息儲存在自己的DNA上，世代傳下去。當這種噬菌體再次攻擊這個細菌，細菌就會通過CRISPR分子機器來徹底摧毀這個噬菌體。這個分子機器是生物界億萬年進化出來的產(chǎn)物，效率非常高。而當人類科學家發(fā)現(xiàn)它以后，對它又進行了改造，使之更為高效。這項技術(shù)眼下已經(jīng)被運用于幾乎所有生物科技的領(lǐng)域。除了用于科學研究，還用于合成生物學、合成藥物、合成能源等等。當然，也用于疾病的治療。譬如我們常見遺傳病——鐮刀型貧血。它是由于血紅蛋白上的一個堿基發(fā)生

5、了突變導(dǎo)致扁圓型的紅細胞變成了鐮刀狀，所以叫做鐮刀型貧血癥。那么怎么治療呢？我們可以把患者的造血干細胞提取出來，用CRISPR進行基因編輯，把這個突變修復(fù)好以后，再重新輸回患者身體中，就可以治愈這種疾病。你愿意被編輯嗎？基因編輯技術(shù)聽上去非常吸引人，但像任何新誕生的技術(shù)一樣，都有不完美的一面。CRISPR技術(shù)不完美的一面是，他可能導(dǎo)致脫靶效應(yīng)。所謂的脫靶效應(yīng)，通俗點講就是打槍打歪了，沒有打到靶子上。沒有打到靶子上還好，不幸的是你打到了邊上的靶子上，如果邊上的靶子上是抑癌基因的話，那就有導(dǎo)致你得癌癥的可能性。所以這兒我就提第一個問題：基因編輯有風險，你愿意被基因編輯嗎？譬如我們有90%的概率能用

6、基因編輯治好你的疾病，但是有1%的風險可能讓你產(chǎn)生一種新的疾病，甚至是癌癥，你還愿意被基因編輯嗎？我想大家可能要想好一會兒?，F(xiàn)在我問第二個問題：你愿意你的后代被基因編輯嗎？這可能是一個更難的問題。1987年，第一個試管嬰兒的誕生就曾經(jīng)引起軒然大波，非常多的人反對它。理由是它違反了自然進化的規(guī)律，違反了神的意志，也違反了社會倫理。但是今天，越來越多人接受了這種技術(shù)。它已經(jīng)成為一種常規(guī)方法，每年都會誕生七十萬試管嬰兒，這些嬰兒已經(jīng)成為我們社會的一部分?，F(xiàn)在，基因編輯技術(shù)離我們已經(jīng)非常近了?？梢灶A(yù)期的是，基因編輯技術(shù)要做的第一件事就是修復(fù)那些有遺傳缺陷的基因?；蛏系娜毕?，我們當然不希望傳遞給自己的

7、孩子，即使那是隱性基因。如果我們可以運用基因編輯技術(shù)讓孩子更健康地成長，我想這是每一個做父母的心愿。而一旦踏上了基因治療之路，人類就不可避免地面臨基因改良的問題。為什么我們不可以把我們的肌肉變得更強壯呢？讓我們的大腦變得更聰明？又或者是兩者結(jié)合，肌肉又強壯，大腦又聰明，對不對？“好”基因與“壞”基因能不能做這件事？要不要做這件事？一切沒有想象中那么簡單。首先我們要明白這個世界上沒有最好的基因，只有最能適應(yīng)環(huán)境的基因。譬如說皮膚白皙是大家都喜愛的特點，但是皮膚白容易受到紫外線的傷害，在白種人中，皮膚癌的發(fā)病率是非常高的。而在黑人中幾乎沒有聽說過誰得這種病。所以，白的基因在某些地方是一個缺陷，但從

8、另一個角度來看又是優(yōu)勢。第二個例子是所謂的肥胖基因。其實肥胖基因不是一個基因，而是一組基因。雖然現(xiàn)在聽上去有點貶義，但肥胖基因在遠古時代是我們?nèi)祟惖囊淮髢?yōu)勢。大家想像一下，在遼闊的非洲大草原上，一群野人拼命地追羚羊，跑了十幾公里，總算逮到羚羊了。他們會做什么？他們會立刻把這頭羚羊吃掉，吃到飽得不能動還要吃。為什么？因為你不把它吃掉，馬上獅子會過來跟你搶吃的，禿鷲也會過來跟你搶吃的。而且你還沒有冰箱存儲食物。等到第二天、第三天，甚至一個禮拜之后，你可能都見不到第二頭羚羊了。所以你不但要把它吃下去，還要有一部分基因負責把它很快地消化掉，盡最大的可能把它吸收成你身體的一部分存儲起來。存儲在哪兒呢？肚

9、子和腰上是最好的。人體工程學已經(jīng)證明，那里是人體負重最好的地方，它不會影響運動。正是由于這些基因保證我們的祖先能夠存活下來，沒有這些基因的猿人可能幾天后就餓得奄奄一息了。所以，雖然今天我們不太喜歡這個基因，因為我們的食物實在是太豐富了，我們?nèi)滩蛔〕缘幕蛴譀]有被改變，所以有時候多吃了一點就變胖了。但是這種基因未必真的不好。大家知道，我們距離最近的一次饑荒年代也不過幾十年的時間，也許在下一個饑荒到來的時候，這個基因又會發(fā)揮作用。所以今天的優(yōu)勢基因可能變成明天的劣勢基因，今天的劣勢基因也可能變成明天的優(yōu)勢基因。不僅如此，我們認為的一些致病基因也可能對我們有好處。譬如我剛才講到的鐮刀型貧血癥。在中國

10、的南方地區(qū)，有20%的人攜帶這個突變的基因，而在非洲有些地區(qū)，比例甚至高達40%。如果它是一個致病基因，甚至會致死，那它為什么會存活下來，并在人群中保持這么高的比例？那是因為他們的生存環(huán)境決定的，因為那些地方都比較熱，蚊蟲比較多。雖然有了奎寧、青蒿素這些藥物，瘧疾還是一個非常致命的疾病。據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計，2015年有70萬人死于瘧疾。而攜帶鐮刀貧血癥的基因的這部分人卻對瘧疾有著天然的免疫力。在這種情況下，與其說它是一個突變，還不如說沒有這種突變才是一種異常的情況。我們要不要對后代進行基因編輯呢？今天你覺得送給他/她一份很好的禮物，把他/她的一個基因給修正了。但是等他長大以后，也許環(huán)境變了，你送給

11、他的這份禮物變成了一個災(zāi)難。這時候你的心情會多么得痛苦和復(fù)雜。所以基因編輯絕不是一件可以輕易去做的事情，我們必須對它有充分的了解。基因編輯是歷史發(fā)展的必然希望變得更聰明、更強壯、更美麗，是根植于人類心靈深處的渴望。但我們現(xiàn)在的基因，卻還停留在石器時代。大家知道，工業(yè)革命之后，肌肉就已經(jīng)不太重要了。像巨石強森、施瓦辛格這種肌肉男的價值主要在好萊塢的屏幕上。他到工廠去做工，都無法憑借這身肌肉獲得勞模稱號。那么我們的智力呢？大家都知道，我們已經(jīng)在某些方面被AlphaGO這樣的人工智能給打敗了。所以我們今天的人類面臨非常多的挑戰(zhàn)?；蚓庉嫾夹g(shù)在這個時候出現(xiàn)絕不是一種偶然，而是歷史發(fā)展的必然。我們不應(yīng)該

12、逃避，也無路可逃?；叵胛覀兊淖嫦?，正是因為自然界進化給予了一點點基因上的優(yōu)勢，使他們能夠運用火，發(fā)明與使用工具，能夠更好的交流以組成團體，才得以走出非洲，穿越亞非大陸，遍布全球。作為他們的后代，我們是不是應(yīng)該在這條路上繼續(xù)勇敢地走下去？只有不斷的進化發(fā)展才是人類的生存之道。我們的那些親戚，無論是山頂洞人，還是尼安德特人都已經(jīng)消失在歷史的長河中。有一句老話，說在錯誤的道路上，再努力奔跑也沒有用。當我們面臨人工智能、基因編輯等新技術(shù)時，重要的是用我們的智慧來思考我們應(yīng)該如何勇敢地面對它，如何引導(dǎo)我們自身走在一條正確的道路上。我們需要理解它、學習它，并且不斷地實踐它，才能夠不斷地改進它。這種改進，不僅僅表現(xiàn)在技術(shù)上的改進，讓技術(shù)變得更安全、更高效，我們還應(yīng)該在制度設(shè)計、社會層面上進行思考，我們要把這種技術(shù)用到什么程度？在什么情況下可以使用？如何解決由此帶來的倫理問題？這些問題都需要我們的智慧和共同的努力去解決。但是無論如何，我認為人類基因的多樣性是非常重要的。因為多樣性是保持人類進化發(fā)展最重要的源泉之一。我們都希望看到一個豐富多彩的世界。最后，我想借達爾文在《物種起源》一書中的一句話結(jié)束今天的演講：在自然界能夠生存下來的物種，永遠不是那些最強壯的，也不是那些最聰明的，而是那 編輯丨漢嵐校對丨其奇、LUSEN造就：劇院式的線下演講平臺，發(fā)現(xiàn)最有創(chuàng)造力的思想