2021年1月19日星期二

Jan.18 2021 当人类有了上帝之手

 Life Hacks

by

Elizabeth Bokbert


《圣经》说,上帝花了七天创世。世界上所有植物、动物,还有人,都出于他之手。上帝是造物主,但到了今天,造物的能力似乎不再属他独有。人类一样也能造物,好似偷到了一双上帝之手。


这双手是生物学和基因工程学赋予人类的。1973年,全世界第一项经由基因工程改造的细菌试验成功,随后很快便出现了基因改造的植物和动物。现在,不管你喜欢或反对,恐怕在你的餐桌上或多或少都能找到转基因食物的踪影。


近10年来,CRISPR基因编辑技术的发展让基因工程学再次大跃进。CRISPR技术能让操作者截取一段基因后,或使之失效,或代之以新的基因段。这项技术为基因的改造应用带来了无限可能。


改造蔗蟾蜍

个头巨大的蔗蟾蜍。

澳大利亚的科学家们正在研究用CRISPR技术改造一种叫做蔗蟾蜍(cane toad)的巨型蟾蜍。这种蟾蜍原产于中南美洲,上世纪30年代被引进澳大利亚,用来控制害虫,结果它们自身成了最大的害虫。【澳大利亚怎么老发生这种事儿……】


蔗蟾蜍在感到威胁时会释放致命毒液。因为澳大利亚本土没有蟾蜍,这里的动物对蟾蜍一点防备之心都没有,纷纷把个大肉厚的蔗蟾蜍当作美食,就此丧命。澳大利亚土生土长的鳄鱼、蜥蜴、长鬣蜥、蛇等深受蔗蟾蜍之害。


为了控制蔗蟾蜍,澳大利亚人用陷阱捕,用枪打,甚至还举办专门的抓蟾蜍大赛。但在它们强大的繁殖率和生命力前,这些物理手段一一败下阵来。还好,CRISPR技术终于让澳大利亚人看到了一点儿希望的曙光。


分子生物学家Mark Tizard和他的同事们正在研究重新编辑蔗蟾蜍的基因,降低它的毒性。动物吃了这种经过改造的蟾蜍后不会死,但会病上好几天。这样,它们不仅不会再被蔗蟾蜍毒死,还有可能渐渐学会不再贪嘴去吃蟾蜍。


消灭老鼠

戈夫岛上的老鼠和信天翁。

基因遗传的几率并不相同。有些基因非常狡猾,会想方设法增大自己的遗传几率,它们被叫做“主导基因(drive gene)”。主导基因的遗传几率超过50%,有些甚至超过90%。最成功的主导基因很难被发现,因为它们早就把同类排挤一空了。


CRISPR技术让科学家们知道了怎么把某种基因变成主导基因。经过基因编辑,动植物身上的几乎任何基因都能成为主导基因,并遗传给下一代。


虽然听上去有点黑科技,但应用相当有效,比如说,用它来消除鼠害。老鼠繁殖力和生存力超强。不管人类把老鼠带到哪儿,它们都能活下去,顺带把当地生态造得天翻地覆。


南大西洋上的戈夫岛(Gough island)是全世界最后2000对特里斯坦信天翁的家,可人类的船只给这里带来了大批家鼠。它们把信天翁的幼鸟当作食物,威胁着鸟儿们的生存。


过去几十年来,唯一对付老鼠的方法就是在岛上喷洒灭鼠药。但灭鼠药不能保证杀死所有老鼠,中毒的老鼠死得又相当凄惨,尸体还可能被其它动物吃掉,造成二次中毒。


科学家Paul Thomas正在计划创造一种非常特殊的老鼠主导基因——X染色体失效基因——来解决这个问题。


和所有生物一样,拥有XX染色体的老鼠是雌性,XY染色体是雄性。如果老鼠的X染色体失效,那么它就只能生出雄性后代。作为主导基因的X染色体失效基因优先在一代代老鼠中遗传,母老鼠就会越来越少,最后,老鼠再也没法繁殖。


当然了,如此一来要是把全世界的老鼠统统消灭,那也是一场生态大灾难。科学家们正在研究如何进行有限的主导基因改造,比如设计一种遗传几代后就自动失效的主导基因,或者只针对某个岛上某个族群的老鼠基因产生作用的特殊主导基因。


重生美洲胡桃树

粗壮的美洲胡桃树。

基因编辑技术可以致死,也可以起死复生。通过基因编辑,一些本已灭绝或奄奄一息的物种,或许能再次获得生存的机会。


美洲胡桃树是美国大陆的原生树种,曾是这儿最常见的树木。1900年,人们从日本移植来亚洲胡桃树,没想到,随之而来的还有胡桃树枯萎病病菌。


​亚洲胡桃树不怕枯萎病,美洲胡桃树可不是它的对手。它一口气就杀死了美国土地上近40亿颗美洲胡桃树。


现在,科学家们正在尝试给美洲胡桃树注入一种从小麦中提取的基因,让它对枯萎病免疫。改造后的美洲胡桃树树苗正在研究所的花园和温室里蓬勃生长。一旦通过联邦机构批准,它们就能回归故土,为美国大陆上的森林增添一抹失而复归的绿色。


这些故事听下来,基因编辑技术真是让人类拥有了上帝之手。这让很多人为之兴奋,也让很多人惊恐万分。


虽然不知道是否有一个全能的造物主在世界尽头等着我们,但大脑结构和原始人没啥区别的人类,有能力用好这双手吗?我们可以改变造物主原本的安排吗?


研究蔗蟾蜍的Mark Tizard认为,人们大可不必为实验室中进行的那么一丢丢基因改造工作忧心忡忡。按他的说法,人类早就在大规模改造生物的基因了,只不过,没那么明显而已。


比如说,澳大利亚大陆上的原生动物们就是一个个原生的基因组。它们在这片土地上共存几万年,磨合出了平衡状态。突然,人类引进了一个新的基因组——蔗蟾蜍,它和原生生物的基因组碰撞,导致生态灾难。


因为这种“基因改造”不在实验室进行,没有穿着白大褂的科学怪人主导,更没有各种晦涩的科学名词,所以没人觉得它有什么不对。更没人觉得,这件事已经是人类在改变造物主的安排——上帝可没把蔗蟾蜍安放在澳大利亚,让老鼠走遍世界,将胡桃树枯萎病散播到美洲​。​


数千年来,人类一直在或有意或无意地改造着身边的生物和生态。我们现在生活的世界是个被人类以自己的喜好和利益肆意改造的世界,无数生物和它们的基因组早就被改得面部全非。人类理想中原生态的世界,那个上帝创世七天所得的世界?根本不存在。


是基因编辑技术才让人类有了上帝之手吗?我不同意。上帝按照自己的样子造人,那时候他就已经把自己的手给了人类。千万年来,这双手把自然渐渐刻画成如今的模样。


所以,没必要过于担忧基因编辑技术,没有它,人类一样在改造世界。这些改造有好、有坏,有成功、有失败,反正到最后,我们需要为自己做过的一切负责。只要记得这一点,那就对了。


公众号:NotesofTheNewYorker

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