宏伟的科学工程 [复制链接]

第7版(国际周刊)
专栏：

　　●如果把人体中所有的DNA都首尾相连，其长度相当于从地球到太阳来回600多次。
　　●人类基因组信息可以写满堆在一起高达61米的一摞平装本，或者200本500页厚的电话号码簿。
　　●约有20种不同的氨基酸，它们的不同组合相应组成了千差万别的蛋白质。
●人体基因中DNA的97％未发现有任何功能。
●人体98％的DNA与黑猩猩完全一致。
●人和老鼠的基因数目在6万到10万之间，蛔虫的基因数目大约在1.9万左右，酵母的基因约为6000个，而结核病菌的基因数目在4000个上下。
　　●不同的人类个体之间DNA的差别仅为0.2％（即每500个碱基对中有一个不同）。（本刊编辑）
六月二十六日，六国科学家向全世界宣布人类基因组工作草图绘制成功。这是人类有史以来——
　　宏伟的科学工程
本报驻美国记者 王如君
　　工程浩大无比
　　目前完成人类基因组工作草图的有两队人马。一是由美、英、法、德、日、中六国科学家组成的人类基因组计划。该计划最早由美国科学家1985年提出，1990年启动，预计耗资30亿美元。二是来自美国马里兰州的私营企业塞莱拉基因公司，该公司成立两年，全面开动基因工程也只有9个月，但研究速度惊人，大有后来居上之势。
　　人类基因组计划中，美国国家健康研究所承担研究任务的50％，英国威尔柯姆托拉斯和美国能源部牵头的研究小组承担30％，剩下部分由其他国家分担。美国国家人类基因研究所所长科林斯宣布，六国联队完成的工作草图破译了人体基因中97％的遗传密码，对其中85％的碱基对完成了精确测序，到2003年将完成全部基因图，准确率达到99.99％。
　　而塞莱拉基因公司也一点不弱，尽管没有公布较为详细的资料，但声称已经破译了99％的基因密码，在多项研究指标方面超过了人类基因组计划，完成基因密码全图的时间表也在2003年之前。
　　人类基因组是人类遗传物质DNA的总和。美国科学家估计，人体细胞核23对染色体中约有3.8万至12万个基因。这些基因由约30亿个碱基对组成。碱基对又是由A、T、C、G四类核苷酸组成。上述两队人马的目标就是测算出碱基对在染色体中的精确位置，从而解读“只有上帝知晓的人体天书”。科林斯感慨地说，如果将数以十亿计的“化学字符”全部打印出来，所用的公文纸叠起来与美国首都高达555英尺的华盛顿纪念碑不相上下。
破译密码只是第一步
随着医学的发展，科学家们日益认识到，人类基因组实际上是一本“生物指南”，指导着人体形成与发展的每一环节。人类的绝大部分疾病是由这本指南中的错误所造成。基因对人的生老病死、七情六欲都有巨大的影响。因而破译基因密码，了解基因功能对人类征服诸如癌症、糖尿病、心脏病以及其他无数疑难病症具有突破性意义。
　　美国各家媒体对人类基因组工作草图的完成大加赞扬，称这是生物学上的发现万有引力定律、阿波罗登月计划等等。但是，许多科学家发表观点时则比较谨慎。塞莱拉基因公司的董事长兼首席科学家文特尔就说，“获得遗传密码实际上并不十分重要，只不过是我们所做业务的一个开始。”
　　的确，人类基因组研究是一项耗时、耗力、耗钱的巨大工程。即使人类基因组测序图全部完成，真正运用于医疗实践也许还需要十几年或数十年。
　　在人类基因组中只有3％到4％的基因含有遗传性的“生物信息”，科学家们先得从数以百万计的“垃圾DNA”密码中整理出真正的遗传信息基因，然后还得分析基因对人体健康和疾病起了什么作用，各个基因之间有何关连，基因的活动模式怎样形成，如何制造出药物或其他方法修正某些基因缺陷或阻止有病基因的发展，诸如此类，无一不需要科学家们付出大量的汗水和心血。
　　1953年首次发现DNA结构的合作者之一、著名科学家沃特森指出，“这就像发明了印刷机一样，发明很伟大，但现在我们该印书了。只有等到能够挽救生命时，我们才会欢呼。”
“基因经济”竞争激烈
今年以来，美国政府支持的人类基因组计划与塞莱拉基因公司之间的竞争日趋激烈。前者有六国加盟，数以百计的科学家参与，人力、物力、财力充足。自从去年1月以来，美国政府方面的研究支出就高达3亿美元；后者尽管是“单兵作战”，但研究成果却毫不逊色。该公司为研究基因已花掉1.5亿美元，其超级计算机一周7天，一天24小时全天候运转。为绘制工作草图，已进行了480亿次计算，取得连对手都不得不承认的“正确而完整的”数据。塞莱拉基因公司还拟筹资金10多亿美元，全力投入基因研究。
　　前不久，双方一度为最先提出工作草图而打得不可开交，最后是在不少重头人物撮合下，甚至克林顿总统本人都介入其中，双方才同意共同参加白宫举行的新闻发布会，同时宣布完成了工作草图。
　　在绘制基因全图方面，人类基因组计划与塞莱拉基因公司所用方法不尽相同。人类基因组计划采取的是“分层系列测序”法，有人比喻说，就像将一本书全部打乱，只是在知道有多少章的前提下重新恢复旧貌；塞莱拉基因公司则是采用“整体基因快速测序”法，先将全书拆散，然后在不知顺序的情况下逐页复原。
　　人类基因组计划使用的DNA是从100多名志愿者中选出的12人的血样中获得。塞莱拉基因公司则是从包括拉美人、黑人、高加索白人、亚洲人在内的5个人的身上取得。人类基因组计划的科学家说，基因中的DNA化学学符为31.5亿，而塞莱拉基因公司则认为是31.2亿，两者相差3000万。对于基因组的整体规模以及究竟有多少基因，谁也说不准。
　　目前，塞莱拉基因公司与人类基因组计划达成妥协，同意今年底之前在一家科学杂志上同时发表各自的成果，明年初联合举办讨论会，双方专家比较各自成果优缺点。值得注意的是，塞莱拉基因公司是第一家将基因研究从学术研究引入了市场的公司，而且取得了巨大成功。由于投资太大，尽管时下还谈不上赢利，但该公司前景诱人，股票过去一年上涨了1439％。塞莱拉基因公司已与6家大型医疗企业、一家大学签订了合作协议，每项合同年收费在1500万美元左右。业内专家评价说，塞莱拉基因公司与政府方面的合作只是暂时现象，随着基因研究的深入，“基因经济”可望出现，新的竞争很可能会更加激烈。