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21世纪是基因工程的世纪,早在10年前科学界就有此预言,只是大家都没想到它那么迫不及待地到来,一项项与基因有关的研发工程已纷纷赶在20世纪末登场,目的是让人类能在这地球上吃得饱,活得健康过得好。而正当人们还在怀疑基因工程是否有能力复制人类时,一只名叫“多莉”的复制羊已悄悄来到人世,打开了人类也可复制的科技之门。
我们回顾一下人类从遗传学走向复制科技的道路,虽然过程坎坷,它的可贵在于人类在追求科技的途中,不忘提醒自己:人再怎么进步也不能丧失真理和良知。
人类从20世纪50年初代发现细胞传送遗传信息的详细过程,到20世纪90年代后期复制羊“多莉”的诞生,前后不过50年光景。如果我们把这段生物科技的演进拍成一部时间交错的记录短片……
主角:
20世纪50年代分子生物研究双杰,美国生化学家华森博士(James Watson)和英国物理学家克里克(Francis Crick);
20世纪90年代英国胚胎学家维尔穆特博士(Dr Ian Wilmut)。
配角:
DNA(脱氧核糖核酸),细胞遗传信息的载体,包含在细胞的染色体内;
多莉,一只从6岁大母羊的乳腺细胞复制出来的苏格兰绵羊。
推翻成年细胞不能复制的旧论
1996年7月5日傍晚5点,苏格兰的罗斯林研究所。
一只历史性的复制羊多莉,在研究所旁一个羊棚里诞生。小羊有6.6公斤重。它不是来自精子和卵子的结合,而是来自一只威尔斯山羊种的乳腺细胞的遗传基因。所以,生下多莉的母体虽然是一只黑绵羊,多利的长相却和原来提供乳腺细胞的母种羊一模一样。
多莉出生的那一刻,创造它的维尔穆特(52岁)并不在场。而当他的助手打电话告知他多利已顺利产下时,他的反应很冷静。
他在日记上写着:“这听起来似乎是很荒谬,但我确实出去买了一瓶香槟酒,只是一直都没开,因为我的研究搭档度假去了,这是我们合作的结晶,他不在庆祝好像有点不对劲。”
维尔穆特天生沉静。他的嗜好是在住家附近的山间散步,喝点威士忌。所以他并不习惯自己目前被推到舞台中央。而多莉的出生之所已轰动世界,乃因为它是首只由成年细胞复制的哺乳动物,这不但推翻了成年细胞不能复制的陈年旧论,也促成了人类细胞也能复制的技
术。维尔穆特似乎已不能再好好享受山间饮威士忌的乐趣了。
双螺旋结构能复制出自己的复本
1953年2月28日,英国剑桥一家叫Eagle的酒廊。
克里克(37岁)一进来就兴奋地嚷道:“我们找到生命的秘密了!”和他同来的是华森博士(25岁,他在22岁时就考取了博士学位)。
在场的人知道他们在说什么。过去两年,两人昼夜不分地设法找出DNA到底是怎么为细胞传送遗传信息的。这一天早上,他们终于解开这谜团,也结束了当时生物科学界对这项研究的角逐战。原来DNA是由两条核草酸链构成的核酸,含有双螺旋结构(double helix structure),而这个结构的链锁一打开,DNA分子就会复印出许多自己的复本来,在细胞分裂时把遗传信息传递给子代细胞(daughter cells)。生物体的生命就在这过程中代代相传。
二战结束后,生物科学的研究活动蓬勃,特别是对DNA分子的研究。克里克和华森的胜出,不单解开了生命的秘密,也促进分子生物学的研究,为日后的基因工程奠下基础。两人在1962年获诺贝尔奖。
回忆起这段光荣史,现年71岁的华森不忘提起当年一名女研究人员罗斯琳·富兰克林(Rosalind Franklin),“是她研究X光绕射技术在先,肯定了我和克里克发现的DNA双螺旋结构,才促成我们成功模拟出DNA传送遗传信息的立体模式。”
华森目前是纽约一所分子生物学研究所的总裁。他回忆说:“富兰克林拍下的DNA结构X光片,清清楚楚显示了DNA的双螺旋结构,这和我之前在显微镜下隐隐约约发现的结构相吻合,我看得目瞪口呆,也兴奋极了。很可惜,富兰克林英年早逝,37岁时因癌症去世,否则
1962年诺贝尔奖的另一个得主会是她,而不是她的同事。”
他语重心长地说:“搞研究有个好搭档是很重要的,我和克里克合作无间,这是我们的福气。我相信那只多莉羊的诞生,也是拜维尔穆特博士同他的小组合作无间所赐。”
“对那个被复制的孩子又有什么好处?”
1997年5月,多莉出生后的十个月。
维尔穆特在他的日记簿上写道:“我那宝贝多莉必须节食了。每一个记者与来访的科学家,都要去拍拍它的头,喂它吃点东西。它现在不停地要吃东西。还有,它越来越风骚,似乎知道自己很特殊。羊通常怕人,但它不会。有访客来时,它会冲到前面去大声叫。吃饱时,它会硬把喂食的槽转过来,把两只前脚架在上面,还神气地挺起胸来。它是羊圈里的女王。”
小羊诞生的消息是在1997年2月,也就是服务的PPL制药公司申请了这个复制方法的专利后才公布。之后,罗斯林小镇虽然仍是羊比人多,但从此不再宁静,访客蜂拥而来。维尔穆特和他的研究搭档的桌上堆满了世界各地来的信,有人希望复制他们的宠物或死去的亲人,有人质问他们道德伦理的问题。维尔穆特甚至受邀与美国的参议员讨论复制的科学和伦理议题。
他说:“我知道为什么全世界突然出现在我的门边。但这是我的研究,我的工作,这跟复制人毫无关系,我不会为我所作的研究感到良心不安。”他的工作目标是发展出能制造药物的动物,也就是能供人类使用的活制药厂。
事实上,他本身很反对利用基因科技来复制人。他知道人可以基于各种理由要求复制,例如不孕、失去至爱的人、或梦想有个能成才的孩子。“然而每一个个体是基因(先天)与环境互动下的产物,一个人的个性是不能百分之百复制的。当我们对那个被复制的孩子抱有
各种期望时,我们对他公平吗?我们必须扪心自问的一个基本问题是:为何要复制人,对那个被复制的孩子又有什么好处?”
尽管如此,他认为医学界可以通过复制人类细胞来更快和更有效地制造抗病的基因。像研发出从复制细胞中取得能抵抗老年痴呆症和糖尿病的组织。而目前复制哺乳动物的技术还未达到炉火纯青的地步,复制出来的动物胎儿的死亡率远比自然受精的胎儿高,所以在现阶
段并不适宜用来复制人。
基因科技主要年表
1866年:奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基本规律,而他提出的遗传性单位后来被命名为gene--基因,取自希腊原文“产下”(give birth to)的意思。
1868年:瑞士生物学家弗里德里希(Friedrich Miescher)发现细胞核内存有酸性和蛋白质两部分。酸性部分就是后来所谓的DNA(脱氧核糖核酸),但还未证实它有为细胞传送遗传信息的功能。
1882年:德国胚胎学家瓦尔特·弗莱明(Walter Fleming)在研究蝾螈幼体的细胞时,发现细胞核内含有许多会分裂的线状物体,也就是后来所谓的染色体。
1944年:美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料,而不是蛋白质。
1953年:美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现DNA的双螺旋结构,奠下日后基因工程的基础。
1971年:英国两名科学家帕特里克·斯特普托(Patrick Steptoe)和罗伯特·爱德华兹(Robert Edwards)成功发展出体外受精法,奠下了试管婴儿科技的基础。第一个试管婴儿路易丝·布朗(Louise Brown)于1978年在英国诞生。
1980年:第一只经过基因转移的老鼠诞生。
1990年:美国政府正式推展一项耗资30亿美元的人类基因序列图(Human Genome Project)计划,预期在2005年完成排出人体内所有主要基因的DNA序列,目的是准确探出每一个基因的功能,并侦察出哪些基因突变时会引发致命性疾病。
1997年:第一只从成年细胞复制出来的绵羊多莉,在苏格兰罗斯林研究所诞生。
新世纪基因发展预期年表
2002~3年:美国科学家提前完成人类基因序列图计划。
2002~10年:科学家继续对癌症、糖尿病及中风等病症进行基因研究。
2012年:科学家就个别基因排列情况对症下药,包括治疗癌症的药物。
2025年:矫正有问题基因,治疗镰形细胞性贫血症等。
我们回顾一下人类从遗传学走向复制科技的道路,虽然过程坎坷,它的可贵在于人类在追求科技的途中,不忘提醒自己:人再怎么进步也不能丧失真理和良知。
人类从20世纪50年初代发现细胞传送遗传信息的详细过程,到20世纪90年代后期复制羊“多莉”的诞生,前后不过50年光景。如果我们把这段生物科技的演进拍成一部时间交错的记录短片……
主角:
20世纪50年代分子生物研究双杰,美国生化学家华森博士(James Watson)和英国物理学家克里克(Francis Crick);
20世纪90年代英国胚胎学家维尔穆特博士(Dr Ian Wilmut)。
配角:
DNA(脱氧核糖核酸),细胞遗传信息的载体,包含在细胞的染色体内;
多莉,一只从6岁大母羊的乳腺细胞复制出来的苏格兰绵羊。
推翻成年细胞不能复制的旧论
1996年7月5日傍晚5点,苏格兰的罗斯林研究所。
一只历史性的复制羊多莉,在研究所旁一个羊棚里诞生。小羊有6.6公斤重。它不是来自精子和卵子的结合,而是来自一只威尔斯山羊种的乳腺细胞的遗传基因。所以,生下多莉的母体虽然是一只黑绵羊,多利的长相却和原来提供乳腺细胞的母种羊一模一样。
多莉出生的那一刻,创造它的维尔穆特(52岁)并不在场。而当他的助手打电话告知他多利已顺利产下时,他的反应很冷静。
他在日记上写着:“这听起来似乎是很荒谬,但我确实出去买了一瓶香槟酒,只是一直都没开,因为我的研究搭档度假去了,这是我们合作的结晶,他不在庆祝好像有点不对劲。”
维尔穆特天生沉静。他的嗜好是在住家附近的山间散步,喝点威士忌。所以他并不习惯自己目前被推到舞台中央。而多莉的出生之所已轰动世界,乃因为它是首只由成年细胞复制的哺乳动物,这不但推翻了成年细胞不能复制的陈年旧论,也促成了人类细胞也能复制的技
术。维尔穆特似乎已不能再好好享受山间饮威士忌的乐趣了。
双螺旋结构能复制出自己的复本
1953年2月28日,英国剑桥一家叫Eagle的酒廊。
克里克(37岁)一进来就兴奋地嚷道:“我们找到生命的秘密了!”和他同来的是华森博士(25岁,他在22岁时就考取了博士学位)。
在场的人知道他们在说什么。过去两年,两人昼夜不分地设法找出DNA到底是怎么为细胞传送遗传信息的。这一天早上,他们终于解开这谜团,也结束了当时生物科学界对这项研究的角逐战。原来DNA是由两条核草酸链构成的核酸,含有双螺旋结构(double helix structure),而这个结构的链锁一打开,DNA分子就会复印出许多自己的复本来,在细胞分裂时把遗传信息传递给子代细胞(daughter cells)。生物体的生命就在这过程中代代相传。
二战结束后,生物科学的研究活动蓬勃,特别是对DNA分子的研究。克里克和华森的胜出,不单解开了生命的秘密,也促进分子生物学的研究,为日后的基因工程奠下基础。两人在1962年获诺贝尔奖。
回忆起这段光荣史,现年71岁的华森不忘提起当年一名女研究人员罗斯琳·富兰克林(Rosalind Franklin),“是她研究X光绕射技术在先,肯定了我和克里克发现的DNA双螺旋结构,才促成我们成功模拟出DNA传送遗传信息的立体模式。”
华森目前是纽约一所分子生物学研究所的总裁。他回忆说:“富兰克林拍下的DNA结构X光片,清清楚楚显示了DNA的双螺旋结构,这和我之前在显微镜下隐隐约约发现的结构相吻合,我看得目瞪口呆,也兴奋极了。很可惜,富兰克林英年早逝,37岁时因癌症去世,否则
1962年诺贝尔奖的另一个得主会是她,而不是她的同事。”
他语重心长地说:“搞研究有个好搭档是很重要的,我和克里克合作无间,这是我们的福气。我相信那只多莉羊的诞生,也是拜维尔穆特博士同他的小组合作无间所赐。”
“对那个被复制的孩子又有什么好处?”
1997年5月,多莉出生后的十个月。
维尔穆特在他的日记簿上写道:“我那宝贝多莉必须节食了。每一个记者与来访的科学家,都要去拍拍它的头,喂它吃点东西。它现在不停地要吃东西。还有,它越来越风骚,似乎知道自己很特殊。羊通常怕人,但它不会。有访客来时,它会冲到前面去大声叫。吃饱时,它会硬把喂食的槽转过来,把两只前脚架在上面,还神气地挺起胸来。它是羊圈里的女王。”
小羊诞生的消息是在1997年2月,也就是服务的PPL制药公司申请了这个复制方法的专利后才公布。之后,罗斯林小镇虽然仍是羊比人多,但从此不再宁静,访客蜂拥而来。维尔穆特和他的研究搭档的桌上堆满了世界各地来的信,有人希望复制他们的宠物或死去的亲人,有人质问他们道德伦理的问题。维尔穆特甚至受邀与美国的参议员讨论复制的科学和伦理议题。
他说:“我知道为什么全世界突然出现在我的门边。但这是我的研究,我的工作,这跟复制人毫无关系,我不会为我所作的研究感到良心不安。”他的工作目标是发展出能制造药物的动物,也就是能供人类使用的活制药厂。
事实上,他本身很反对利用基因科技来复制人。他知道人可以基于各种理由要求复制,例如不孕、失去至爱的人、或梦想有个能成才的孩子。“然而每一个个体是基因(先天)与环境互动下的产物,一个人的个性是不能百分之百复制的。当我们对那个被复制的孩子抱有
各种期望时,我们对他公平吗?我们必须扪心自问的一个基本问题是:为何要复制人,对那个被复制的孩子又有什么好处?”
尽管如此,他认为医学界可以通过复制人类细胞来更快和更有效地制造抗病的基因。像研发出从复制细胞中取得能抵抗老年痴呆症和糖尿病的组织。而目前复制哺乳动物的技术还未达到炉火纯青的地步,复制出来的动物胎儿的死亡率远比自然受精的胎儿高,所以在现阶
段并不适宜用来复制人。
基因科技主要年表
1866年:奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基本规律,而他提出的遗传性单位后来被命名为gene--基因,取自希腊原文“产下”(give birth to)的意思。
1868年:瑞士生物学家弗里德里希(Friedrich Miescher)发现细胞核内存有酸性和蛋白质两部分。酸性部分就是后来所谓的DNA(脱氧核糖核酸),但还未证实它有为细胞传送遗传信息的功能。
1882年:德国胚胎学家瓦尔特·弗莱明(Walter Fleming)在研究蝾螈幼体的细胞时,发现细胞核内含有许多会分裂的线状物体,也就是后来所谓的染色体。
1944年:美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料,而不是蛋白质。
1953年:美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现DNA的双螺旋结构,奠下日后基因工程的基础。
1971年:英国两名科学家帕特里克·斯特普托(Patrick Steptoe)和罗伯特·爱德华兹(Robert Edwards)成功发展出体外受精法,奠下了试管婴儿科技的基础。第一个试管婴儿路易丝·布朗(Louise Brown)于1978年在英国诞生。
1980年:第一只经过基因转移的老鼠诞生。
1990年:美国政府正式推展一项耗资30亿美元的人类基因序列图(Human Genome Project)计划,预期在2005年完成排出人体内所有主要基因的DNA序列,目的是准确探出每一个基因的功能,并侦察出哪些基因突变时会引发致命性疾病。
1997年:第一只从成年细胞复制出来的绵羊多莉,在苏格兰罗斯林研究所诞生。
新世纪基因发展预期年表
2002~3年:美国科学家提前完成人类基因序列图计划。
2002~10年:科学家继续对癌症、糖尿病及中风等病症进行基因研究。
2012年:科学家就个别基因排列情况对症下药,包括治疗癌症的药物。
2025年:矫正有问题基因,治疗镰形细胞性贫血症等。